全国大学生智能车竞赛技术报告

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1、全国大学生智能车竞赛技术报告方案设计2.1总体设计思路赛车是以检测通以20KHz、100mA的导线的电磁场为基础，通过单片机处理采集到的磁感应电压信号，实现对赛车的转向控制，进而识别赛道达到路径寻迹的目的。根据电磁寻迹的设计方案，赛车整体包括以下四大模块：1.单片机控制模块2.电磁传感器模块3.电机驱动模块4.电源管理模块等，除此之外系统还有一些外部设备，例如编码器测速、舵机控制转向、直流电机驱动车体，干簧管起跑线识别等。系统总体结构如图2.1所示。XV图2.1系统结构图XV第三章机械结构的调整与优化----------

2、--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------第三章机械结构调整与优化3.1机械结构部分机械结构部分工作主要包含传感器的安装、前轮注销倾向的调节、舵机的安装、主控板得连接与固定，干簧管的安装、驱动模块的安装、编码器的安装以及后轮差速的调整等。3.1.1传感器的安装传感器采用的是6个磁场检测电感一致字匀布的布局安装，

3、如图3.1所示。传感器伸出车体一定的距离以获得相应的前瞻性。图3-1传感器布局3.1.2前轮定位的调节对于汽车而言，要保持车辆直线行驶的稳定性，使之转弯自动回正、转向轻便，必须确定车轮定位参数，包括主销后倾、主销内倾、前轮外倾和车轮前束。主销后倾角和车轮前束可以提高车模行驶时的转向回正力。所使用的车模中，车轮和主销是平行的，调成了0度左右，适当的正前束可以提高连续转向的反应能力。主销内倾角给了一个适当的值，会更有利于过弯。3.1.3舵机的安装考虑到适当增加力臂来提高舵机的灵敏度和为了赛车布局的的紧凑，采取了如图3.2所示

4、的安装方法。XV第三章机械结构的调整与优化------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------图3.2舵机安装结构3.1.4主控板的连接与固定采用接插件与焊接结合的方式连接传感器、主控板、编码器、电机驱动电路、电机、赛道起始检测等单元，既考虑可靠性，又兼顾结构调整与安装的便利性。具体安装结构如图3.3

5、所示，图3.3主控板安装结构3.1.5赛道起始检测元件及安装采用干簧管作为赛道起始线检测元件，如图3.4，采用两两并联，在实际比赛时，与比赛用的起始线磁铁水平宽度相比，我们的赛车干簧管的安装宽度较大，如此考虑，可以增大检测的范围，好处是可以有效地防止车子临近终点时因跑偏太多而导致不能检测到起跑线不能停车的情况的发生。XV第三章机械结构的调整与优化-----------------------------------------------------------------------------------------

6、-------------------------------------------------图3.4赛道起始线检测干簧管部位3.1.6电机驱动模块的安装驱动模块采用英飞凌半桥MOS驱动电路BTS7960构成H全桥驱动电路，由于车模电机自身的空载电流很大，导致工作时电流偏大，但赛车实际运行中，快速加减速十分频繁，易导致芯片过热，为提高可靠性，采用了双H全桥并联分流驱动，运行稳定。安装结构如图3.5所示。图3.5电机驱动电路的安装3.1.7编码器的安装轴编码器用于电机测速，是电机闭环控制的关键检测反馈元件。采用每转50

7、0线的编码器通过齿轮传动安装，固定于赛车尾部。安装部位结构如图图3.6所示。XV第三章机械结构的调整与优化------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------图3.6轴编码器的安装3.1.8后轮差速的调整车在转弯时后轮的速度会不同，再不打滑的情况下，存在差速。在后轮不打滑的情况下，差速越松，转向效果越

8、好，但是太松的差速会影响驱动力的提供。实际中在赛道上调整到比较平衡的值就可以了。在差速和摩擦轴承中适当加点油保持良好的轮滑，也可以一定程度上改善差速的性能。XV第四章电路的设计说明---------------------------------------------------------------------