1、FREESCALE智能車機(jī)械改裝電磁組-和諧號(hào)07自動(dòng)化一班唐傳宗1講座的核心內(nèi)容一、智能車的機(jī)械設(shè)計(jì)主要是前輪，舵機(jī)的安裝二、我的心得體會(huì)2智能車外形3車體機(jī)械圖 4 模型車基本尺寸參數(shù)表 項(xiàng)目尺寸車長390mm車寬200mm軸距198mm前輪距137mm后輪距138mm/146mm車輪直徑52mm5智能車前輪定位的設(shè)計(jì) 智能車在正常行駛過程中，為了使車直線行 駛穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向輕便，轉(zhuǎn)向后能自動(dòng)回正，減少輪胎和轉(zhuǎn)向系零件的磨損等， 在轉(zhuǎn)向輪，轉(zhuǎn)向節(jié)和前軸之間須形成一定的相對(duì)安裝位置，叫車輪定位，其主要的參數(shù)有：主銷后傾、主銷內(nèi)傾、車輪外傾和前束。智能車競賽模型車的四項(xiàng)參數(shù)都可以調(diào)整，但是由于模型

2、車加工和制造精度的問題，在通用的規(guī)律中還存在著一些偶然性。6主銷后傾角 主銷后傾角是指在縱向平面內(nèi)主銷軸線與地面垂直線間的夾角。它在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)產(chǎn)生與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反的回正力矩，使車輪自動(dòng)恢復(fù)到原來的中間位置上。所以，主銷后傾角越大，車速越高，前輪自動(dòng)回正的能力就越強(qiáng)，但是過大的回正力矩會(huì)使車輛轉(zhuǎn)向沉重。通常主銷后傾角值設(shè)定在13。車體通過增減墊片的數(shù)量來改變主銷后傾角的，由于所采用的轉(zhuǎn)向舵機(jī)力矩不大，過大的主銷后傾角會(huì)使轉(zhuǎn)向變得沉重，轉(zhuǎn)彎反應(yīng)遲滯，所以設(shè)置為0，以便增加其轉(zhuǎn)向的靈活性。7主銷內(nèi)傾角 主銷內(nèi)傾角是指在橫向平面內(nèi)主銷軸線與地面垂直線之間的夾角，它的作用也是使前輪自動(dòng)回正。角度越大

3、前輪自動(dòng)回正的作用就越強(qiáng)，但轉(zhuǎn)向時(shí)也就越費(fèi)力，輪胎磨損增大；反之，角度越小前輪自動(dòng)回正的作用就越弱。通常車的主銷內(nèi)傾角不大于8。對(duì)于車體，通過調(diào)整前橋的螺桿的長度可以改變主銷內(nèi)傾角的大小，由于過大的內(nèi)傾角也會(huì)增大轉(zhuǎn)向的阻力，增加輪胎磨損，所以在調(diào)整時(shí)可以近似調(diào)整為03左右，不宜太大。主銷內(nèi)傾和主銷后傾都有使車轉(zhuǎn)向自動(dòng)回正，保持直線行駛的功能。不同之處是主銷內(nèi)傾的回正與車速無關(guān)，主銷后傾的回正與車速有關(guān)，因此高速時(shí)主銷后傾的回正作用大，低速時(shí)主銷內(nèi)傾的回正作用大。8車輪外傾角 前輪外傾角是指通過車輪中心的汽車橫向平面與車輪平面的交線與地面垂線之間的夾角，對(duì)車的轉(zhuǎn)向性能有直接影響，它的作用是提高前

4、輪的轉(zhuǎn)向安全性和轉(zhuǎn)向操縱 的輕便性。在汽車的橫向平面內(nèi)，輪胎呈“八”字型時(shí)稱為“負(fù)外傾”，而呈現(xiàn)“V”字形張時(shí)稱為正外傾。如果車輪垂直地面一旦滿載就易產(chǎn)生變形，可能引起車輪上部向內(nèi)傾側(cè)，導(dǎo)致車輪聯(lián)接件 損壞。所以事先將車輪校偏一個(gè)正外傾角度，一般這個(gè)角度約在1左右，以減少承載承負(fù)荷，增加零件使用壽命，提高車的安全性能。 模型車提供了專門的外傾角調(diào)整配件，近似調(diào)節(jié)其外傾角。由于競賽中模型主要用于競 速，所以要求盡量減輕重量，底盤和前橋上承受的載荷不大，所以外傾角調(diào)整為0即可，并且要與前輪前束匹配。9前輪前束 所謂前束是指兩輪之間的后距離數(shù)值與前距離數(shù)值之差，也指前輪中心線與縱向中心線的夾角。前輪

5、前束的作用是保證車的行駛性能，減少輪胎的磨損。前輪在滾動(dòng)時(shí)，其慣性力自然將輪胎向內(nèi)偏斜，如果前束適當(dāng)，輪胎滾動(dòng)時(shí)的偏斜方向就會(huì)抵消，輪胎內(nèi)外側(cè)磨損的現(xiàn)象會(huì)減少。像內(nèi)八字那樣前端小后端大的稱為“前束”，反之則稱為“后束”或“負(fù)前束”。在實(shí)際的汽車中，一般前束為012mm 。在車體中，前輪前束是通過調(diào)整伺服電機(jī)帶動(dòng)的左右橫拉桿實(shí)現(xiàn)的。主銷在垂直方向的位置確定后，改變左右橫拉桿的長度即可以改變前輪前束的大小。在實(shí)際的調(diào)整過程中，我們發(fā)現(xiàn)較小的前束，約束02mm可以減小轉(zhuǎn)向阻力，使模型車轉(zhuǎn)向更為輕便，但實(shí)際效果不是十分明顯。雖然車體的主銷后傾角、主銷內(nèi)傾角、車輪外傾角和前束等均可以調(diào)整，但是由于車模加

6、工和制造精度的問題，在通用的規(guī)律中還存在著不少的偶然性，一切是實(shí)際調(diào)整的效果為準(zhǔn)。10智能車后輪減速齒輪機(jī)構(gòu) 車體后輪采用RS-380SH 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)軸與后輪軸的傳動(dòng)比為 18：76（電機(jī)軸齒輪齒數(shù)為18，后軸傳動(dòng)齒數(shù)為76）。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)車模的驅(qū)動(dòng)能力有很大的影響。齒輪傳動(dòng)部分安裝位置的不恰當(dāng)，會(huì)大大增加電機(jī)驅(qū)動(dòng)后輪的負(fù)載，會(huì)嚴(yán)重影響最終成績。調(diào)整的原則是：兩傳動(dòng)齒輪軸保持平行,齒輪間的配合間隙要合適，過松容易打壞齒輪，過緊又會(huì)增加傳動(dòng)阻力，浪費(fèi)動(dòng)力；傳動(dòng)部分要輕松、順暢，不能有遲滯或周期性振動(dòng)的現(xiàn)象。判斷齒輪傳動(dòng)是否良好的依據(jù)是，聽一下電機(jī)帶動(dòng)后輪空轉(zhuǎn)時(shí)的聲音。聲音刺耳響亮，說明齒輪

7、間的配合間隙過大，傳動(dòng)中有撞齒現(xiàn)象；聲音悶而且有遲滯，則說明齒輪間的配合間隙過小，或者兩齒輪軸不平行，電機(jī)負(fù)載變大。調(diào)整好的齒輪傳動(dòng)噪音很小，并且不會(huì)有碰撞類的雜音，后輪減速齒輪機(jī)構(gòu)就基本上調(diào)整好了，動(dòng)力傳遞十分流暢。11 舵機(jī)的安裝 舵機(jī)轉(zhuǎn)向是系統(tǒng)中一個(gè)較大時(shí)間常數(shù)的慣性環(huán)節(jié)。由于采用的舵機(jī)的工作 速度為0.16s/60度，對(duì)于對(duì)快速性要求極高的智能小車來說，是影響其 速度的一個(gè)重要因素，特別是對(duì)于前瞻不夠遠(yuǎn)的智能小車。我們可以通過 加長舵機(jī)力臂的方法來彌補(bǔ)這一缺陷。加大力臂后減小了舵機(jī)的轉(zhuǎn)向范圍，所以要使前輪轉(zhuǎn)動(dòng)相同的角度，舵機(jī)力臂加長后所需時(shí)間更短，響應(yīng)更快。但如果舵機(jī)的力臂太長又會(huì)造成

8、舵機(jī)的轉(zhuǎn)向力矩太小，PWM信號(hào)與角度不能很好的一一對(duì)應(yīng)，對(duì)于舵機(jī)的開環(huán)控制會(huì)帶來很大的穩(wěn)態(tài)誤差。綜合以上考慮,我們將轉(zhuǎn)臂加長至3.0cm ，而且力臂的材料剛度較大，避免轉(zhuǎn)向時(shí)發(fā)生形變，這樣克服了原舵機(jī)力臂剛度不夠?qū)е碌捻憫?yīng)延時(shí)問題。 其安裝圖片如圖所示。12113心得體會(huì) 作為一輛智能車，它的機(jī)械結(jié)構(gòu)同它的電子部分一樣重要，所以對(duì)智能車的 機(jī)械設(shè)計(jì)，就變成了必不可少的了，盡管作為一名學(xué)電子的學(xué)生簡單的機(jī)械 結(jié)構(gòu)還是應(yīng)該有所了解的，一個(gè)好的機(jī)械設(shè)計(jì)，可以很大的改變智能車的性能。 下面是我在機(jī)械部分改裝后的心得：14舵機(jī)轉(zhuǎn)向是系統(tǒng)中一個(gè)擁有較大的時(shí)間常數(shù)的延遲環(huán)節(jié)。為了減少此時(shí)的時(shí)間常數(shù)，轉(zhuǎn)向連桿在舵機(jī)一端的連接點(diǎn)離舵機(jī)軸心距離越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向變化越快。這就相當(dāng)于增大力臂的長度提高了線速度。我們?cè)诎惭b舵機(jī)是，可以增大連桿，和將舵機(jī)的高度提高。但是我們不能一味的提高，它有一個(gè)最佳高度，這個(gè)需要我們?cè)谠囼?yàn)中反復(fù)測(cè)試。還有就是加在舵機(jī)的電壓大了可以提高它的響應(yīng)速度。對(duì)我們A型車，電壓規(guī)定是6V。15小車重心前后的方向調(diào)整，對(duì)賽車行駛的性能有很大的影響，如果車身重心前移，會(huì)增加轉(zhuǎn)向，但會(huì)降低轉(zhuǎn)向的