【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 線在車(chē)輛縱向?qū)ΨQ(chēng)平面的投影線所夾銳角為主銷(xiāo)后傾角，向前為負(fù)，向后為正。主銷(xiāo)后傾角的存在可使車(chē)輪轉(zhuǎn)向軸線與地面的交點(diǎn)在輪胎接地點(diǎn)的前方，可利用地面對(duì)輪胎的阻力前輪的回正力矩，該力矩的方向正好與車(chē)輪偏轉(zhuǎn)方向相反，使車(chē)輛保持直線行駛。后傾角越大車(chē)輛的直線行駛性越好，轉(zhuǎn)向后方向盤(pán)的回復(fù)性也越好，但主銷(xiāo)后傾角過(guò)大會(huì)使轉(zhuǎn)向變得沉重；主銷(xiāo)后傾角過(guò)小，當(dāng)汽車(chē)直線行駛時(shí)，容易發(fā)生前輪擺振；當(dāng)左右輪主銷(xiāo)后傾角不等時(shí)，車(chē)輛直線行駛時(shí)會(huì)使智能車(chē)跑偏。圖 2. 2 主銷(xiāo)后傾2）主銷(xiāo)內(nèi)傾 所示，定義為在同時(shí)垂直于車(chē)輛縱向?qū)ΨQ(chēng)平面和車(chē)輛支承平面的平面內(nèi)，由真實(shí)的或假想的轉(zhuǎn)向主銷(xiāo)的軸線在該平面上的投影與車(chē)輛支承平面的垂線所構(gòu)成的銳角。主銷(xiāo)內(nèi)傾角的作用，是使車(chē)輪在受外力偏離直線行駛時(shí)，前輪會(huì)在重力作用下自動(dòng)回正。另外，主銷(xiāo)內(nèi)傾角還可減少前輪傳至轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上的沖擊，并使轉(zhuǎn)向輕便，但內(nèi)傾角不宜過(guò)大，否則在轉(zhuǎn)向時(shí)，會(huì)使輪胎磨損加快。主銷(xiāo)內(nèi)傾角越大前輪自動(dòng)回正的作用就越強(qiáng)烈，但轉(zhuǎn)向時(shí)也越費(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。圖 2. 3 車(chē)輪外傾和主銷(xiāo)內(nèi)傾3）車(chē)輪外傾車(chē)輪外傾， 所示，在過(guò)車(chē)輪軸線且垂直于車(chē)輛支承平面的平面內(nèi)，車(chē)輪軸線與水平線之間所夾銳角。如圖A 所示，即由車(chē)前方看輪胎中心線與垂直線所成的角度，向外為正，向內(nèi)為負(fù)。其角度的不同能改變輪胎與地面的接觸點(diǎn)，直接影響輪胎的磨損狀況。并改變了車(chē)重在車(chē)軸上的受力分布，避免軸承產(chǎn)生異常磨損。此外，外傾角的存在可用來(lái)抵消車(chē)身載重后，懸架系統(tǒng)機(jī)件變形所產(chǎn)生的角度變化。外傾角的存在也會(huì)影響車(chē)的行進(jìn)方向，因此左右輪的外傾角必須相等，在受力互相平衡的情況下不致影響車(chē)輛的直線行駛，再與車(chē)輪前束配合，使車(chē)輪直線行駛并避免輪胎磨損不均。4）前輪前束 所示，同一軸兩端車(chē)輪輪輞內(nèi)側(cè)輪廓線的水平直徑的端點(diǎn)為等腰梯形的頂點(diǎn)，等腰梯形前后底邊長(zhǎng)度之差為前束。當(dāng)梯形前底邊小于后底邊時(shí)，前束為正，反之則為負(fù)。車(chē)輪的水平直徑與車(chē)輛縱向?qū)ΨQ(chēng)平面之間的夾角為前束角。由于車(chē)輪外傾及路面阻力使前輪有向兩側(cè)張開(kāi)做滾錐運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)但受車(chē)軸約束，不能向外滾動(dòng)，導(dǎo)致車(chē)輪邊滾邊滑，增加了磨損，通過(guò)調(diào)整前束可以使車(chē)輪在每個(gè)瞬間的滾動(dòng)方向都接近于正前方，減輕了車(chē)輪外軸所承受的壓力和輪胎的磨損。圖 2. 4 車(chē)輪前束 底盤(pán)高度 底盤(pán)的高度對(duì)車(chē)的重心影響很大，一般來(lái)說(shuō)，底盤(pán)的高度越低，車(chē)的轉(zhuǎn)向性能越好，行駛穩(wěn)定性越佳。由于我們采取光電傳感器采集路面信息的策略，傳感器的安裝，必然導(dǎo)致整車(chē)的重心偏高，在高速過(guò)彎時(shí)則向心力比較大，同時(shí)由于慣性則車(chē)很容易向一側(cè)翻倒。為了避免這類(lèi)事情的發(fā)生，不僅需要減輕傳感器支架的重量，也要盡量降低小車(chē)底盤(pán)的高度。我們把車(chē)底盤(pán)放低，從而降低整車(chē)的重心，防止車(chē)翻倒。雖此次比賽中有坡度在15度之內(nèi)的坡道，但坡道是圓弧形的拱坡，車(chē)在上下坡過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)碰觸賽道的情況，故我們對(duì)車(chē)的前后部的底盤(pán)高度都做了調(diào)整。以下是車(chē)前后部分底盤(pán)高度調(diào)整方法：(1)底盤(pán)前半部分離地間隙調(diào)整：我們?cè)谇拜喬幯b入不同的調(diào)節(jié)塊調(diào)節(jié)前輪的高度，從而使小車(chē)前部離地間隙達(dá)到最低，為8mm。(2)底盤(pán)后半部分離地間隙調(diào)整：通過(guò)變換偏心卡圈調(diào)整底盤(pán)后半部離地間隙。為了降低小車(chē)整體重心，我們采用了偏心最大的卡圈，使間隙最小。A型車(chē)模后輪電機(jī)軸與后輪軸之間的傳動(dòng)比為 18：76（電機(jī)軸齒輪齒數(shù)為18，后輪軸傳動(dòng)輪齒數(shù)為76）。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)賽車(chē)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，從而影響到最終成績(jī)。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(guò)松容易打壞齒輪，過(guò)緊又會(huì)增加傳動(dòng)阻力，白白浪費(fèi)動(dòng)力。傳動(dòng)部分要輕松、順暢，容易轉(zhuǎn)動(dòng)，,聽(tīng)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(shuō)明齒輪間的配合間隙過(guò)大，傳動(dòng)中有撞齒現(xiàn)象；聲音沉悶而且有遲滯，則說(shuō)明齒輪間的配合間隙過(guò)小，或者兩齒輪軸不平行，電機(jī)負(fù)載加大。調(diào)整好的齒輪傳動(dòng)噪音小，并且不會(huì)有碰撞類(lèi)的雜音。差速機(jī)構(gòu)的作用是在車(chē)模轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，降低后輪與地面之間的滑動(dòng)；并且還可以保證在輪胎抱死的情況下不會(huì)損害到電機(jī)。當(dāng)車(chē)輛在正常的過(guò)彎行進(jìn)中 (假設(shè)：無(wú)轉(zhuǎn)向不足亦無(wú)轉(zhuǎn)向過(guò)度)，此時(shí)4 個(gè)輪子的轉(zhuǎn)速(輪速)皆不相同，依序?yàn)椋和鈧?cè)前輪＞外側(cè)后輪＞內(nèi)側(cè)前輪＞內(nèi)側(cè)后輪。此次所使用車(chē)模配備的是后輪差速機(jī)構(gòu)。差速器的特性是：阻力越大的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速越低；而阻力越小的一側(cè)，驅(qū)動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速越高?以此次使用的后輪差速器為例，在過(guò)彎時(shí)，因外側(cè)前輪輪胎所遇的阻力較小，輪速便較高；而內(nèi)側(cè)前輪輪胎所遇的阻力較大，輪速便較低。差速器的調(diào)整中要注意滾珠輪盤(pán)間的間隙，過(guò)松過(guò)緊都會(huì)使差速器性能降低，轉(zhuǎn)彎時(shí)阻力小的車(chē)輪會(huì)打滑，從而影響車(chē)模的過(guò)彎性能。好的差速機(jī)構(gòu)，在電機(jī)不轉(zhuǎn)的情況下，右輪向前轉(zhuǎn)過(guò)的角度與左輪向后轉(zhuǎn)過(guò)的角度之間誤差很小，不會(huì)有遲滯或者過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)情況發(fā)生。測(cè)速模塊采用的是旋轉(zhuǎn)編碼器測(cè)速，旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)一周會(huì)產(chǎn)生100個(gè)脈沖，這已經(jīng)充分滿足的小車(chē)的檢測(cè)精度，從而提高了小車(chē)高速時(shí)速度控制的穩(wěn)定性，大大減小了檢測(cè)誤差。編碼器安裝主要考慮的問(wèn)題是與齒輪的咬合，太緊會(huì)使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)吃力并且會(huì)發(fā)出很大的噪聲，太松有時(shí)候會(huì)丟齒。因此最好使得安裝的編碼器松緊程度能夠調(diào)整最好。 安裝方式如下圖所、選擇與安裝1）傳感器的選擇：光電車(chē)的傳感器主要有兩種，也是大部分學(xué)校選用的，一種是紅外傳感器，另一種是激光傳感器。在確定智能車(chē)總體方案時(shí)，我們選擇激光傳感器的方案。為了獲得更大前瞻距離，為控制系統(tǒng)后續(xù)處理贏得更多的時(shí)間，在從眾多光電傳感器中選擇了大前瞻的激光傳感器，前瞻距離可以達(dá)到普通光電傳感器的數(shù)倍甚至十幾倍，完全滿足競(jìng)賽的要求。而且激光傳感器同時(shí)發(fā)光，互不干擾。2） 激光傳感器的工作原理：光電傳感器檢測(cè)路面信息的原理是由發(fā)射管發(fā)射一定波長(zhǎng)的紅外線，經(jīng)地面反射到接收管。由于在黑色和白色上反射系數(shù)不同，在黑色上大部分光線被吸收，而白色上可以反射回大部分光線，所以接收到的反射光強(qiáng)是不一樣，進(jìn)而導(dǎo)致接收管的特性曲線發(fā)生變化程度不同，而從外部觀測(cè)可以近似認(rèn)為接收管兩端輸出電阻不同，進(jìn)而經(jīng)分壓后的電壓就不一樣，就可以將黑白路面區(qū)分開(kāi)來(lái)。 光電傳感器原理3）激光傳感器的設(shè)計(jì)激光傳感器與普通的光電傳感器原理都是一樣，但是其前瞻能力遠(yuǎn)大于普通的光電傳感器，可以達(dá)到4050 厘米，對(duì)于智能車(chē)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠。在競(jìng)賽中，規(guī)則規(guī)定傳感器最多不能超過(guò)16 個(gè)，我選用了12個(gè)激光傳感器，所有的傳感器呈“一”字排布。激光傳感器由兩部份構(gòu)成，一部份為發(fā)射部份，一部分為接收部份。發(fā)射部份由一個(gè)振蕩管發(fā)出180KHz 頻率的振蕩波后，經(jīng)三極管放大，激光管發(fā)光；接收部份由一個(gè)相匹配180KHz 的接