关于“飞思卡尔”智能模型车的机械调整方案

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1、关于“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛模型车的机械调整方案摘要：第四届全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车竞赛自08年12月份开始，我们组就开始了对其的研究和改造，在几个月的时间里分别完成车模的组装、舵机的安装、舵机力臂的调节、前轮的角度调节、后轮差速、摄像头支架的固定、重心的调节等问题。使模型车能够适应比赛的需要和符合大家的审美标准。关键字：智能汽车舵机安装、舵机力臂、前轮角度、差速、摄像头支架、重心1引言该赛事是由教育部自动化专业指导委员会主办，由飞思卡尔半导体有限公司提供支持的全国性的大学生竞赛。在本次竞赛中，所

2、采用的车模如图1所示。模型车各参数如下表1（数据来自【1】）。图1基本参数尺寸轴距198mm前轮距137mm后轮距138mm/146mm车轮直径52mm传动比18/72表1该模型车车体采用的是双等臂式单悬架结构。在运动过程中，轮距有可能会发生变化，以至与小车有可能发生侧移现象，因此，在使用中，应注意。本文主要针对摄像头组。根据比赛规则和技术要求，模型车可调参数不多，本文主要对舵机的安装、舵机力臂的调节、前轮的角度（在现代汽车理论中，称为前轮定位）、后轮差速与轮距、摄像头支架的固定、编码器的安装、重心的调节及

3、电路板的安装几个方面来进行调整。1舵机的安装在智能车控制中，舵机是非常重要的，其的输出转角通过连杆传动来控制前轮的转向。根据对舵机的研究和测试，发现舵机是具有较大的时间常数的惯性环节，其时间延迟正比于转过的角度，反比于舵机的响应速度。对于想提高车速的智能小车来说，舵机的响应速度是影响其过弯最高速度的一个重要的因素，特别对于智能车的前瞻性上。在本次比赛中，我们采用了最基本的舵机安装方法，也是最原始的安装方法，就是按说明书安装，但在组委会组织的智能车参观中发现，获奖车都更改了舵机的安装方法，有的是将舵机按在了舵

4、机挡片上，有的为了获得跟高的灵敏度，将舵机垂直安装在了舵机挡片上。本文建议大家采用后者安装方法，其安装效果如图2所示。图2图32舵机力臂的调节舵机与前轮之间是由连杆连接的，其采用的是杠杆原理，因此，提高舵机控制前轮转向速度就可以应用杠杆原理来调整。由此，大家可以自由发挥，但本文建议大家在舵机的输出罗盘上加长输出臂，使前轮两边的连杆成水平状态，以使达到最便捷、最快速的响应。此处力臂的材料应选用刚度大点的材料，防止出现弯曲现象造成响应延迟。其安装效果图如图2所示。3前轮的角度在模型车过弯时，转向舵机会因为车轮转

5、向的角度而增加负载，为了降低舵机的负载。经研究现代汽车的前轮定位理论，将其应用在智能车上，前轮定位，是指转向轮、转向节、前轴之间形成一定的相对安装位置。其主要包括：主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前束。4.1主销后倾角主销后倾角是主销轴线与地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角，其的原理图如图3。后倾角越大，车速越高，车轮偏转后自动回正能力越强。但过大的回正力矩，，会使前轮摆振。通常后倾角值设定在0—3度。模型车可通过增减黄色垫片的数量来改变主销后倾角：说明书上有说明，每侧有4片垫片，前2后2，后倾角为0度，

6、可使模型车转向灵活；前1后3，后倾角为2—3度，可增大回正力矩；前0后4，后倾角为4—6度，过大，一般不设置此参数。在本模型中，后倾角过大会使转向沉重，可能造成舵机滞后，故在本模型中建议将主销后倾角调整为0度，既黄色垫片前2后2。1.2主销内倾角主销内倾角是主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角，主销内倾角也有使车轮自动回正的作用，但过大的内倾角会使得转向沉重，还将加速轮胎的磨损。因此，主销内倾角应控制在6度以内。主销内倾角的调节很简单，但是不好操作，易损坏车模，主要是通过调整前轮与车体连接的螺杆的长度

7、来调节主销内倾角，在操作时要十分注意，否则会使前轮不对称，小车不走直线，当调整过量时，会发现明显的轮胎磨损痕迹。1.3主销外倾角主销外倾角是汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角。在本模型中，由于模型车不载重，故调节前后作用不大，建议不做调节，但若要调节，应与前轮前束相对应。在模型车中，有4个配件来调节前轮外倾角的，其的标号为：R、L、4R、4L。无数字4的前轮外倾角为0度，有数字4的前轮外倾角大约为1度。1.4前轮前束前轮前束很好理解，就是将两边前轮调整成内八字样前端小后端大的样子，主要是通过调

8、整舵机与前轮之间连杆上的螺杆的长度来改变调节的，建议大家不做调整，若要调整，应与主销外倾角相匹配。2后轮差速与轮距在汽车当中，后轮差速机构可以使汽车便于转弯，在本模型车中，也提供了差速机构，即在后轮轴上大齿轮两侧的两个紧压齿轮侧面的圆盘，其中间是一些对称分布的圆珠，通过调节右车轮轴处的螺丝的松紧，来调节差速效果，但是要注意，差速对转弯时的效果有很大的影响，差速不好的话有可能会导致后轮空转，建议大家在调节差速机构时