【文章內(nèi)容簡介】 線在車輛縱向?qū)ΨQ平面的投影線所夾銳角為主銷后傾角，向前為負，向后為正。主銷后傾角的存在可使車輪轉(zhuǎn)向軸線與地面的交點在輪胎接地點的前方，可利用地面對輪胎的阻力前輪的回正力矩，該力矩的方向正好與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反，使車輛保持直線行駛。后傾角越大車輛的直線行駛性越好，轉(zhuǎn)向后方向盤的回復(fù)性也越好，但主銷后傾角過大會使轉(zhuǎn)向變得沉重；主銷后傾角過小，當汽車直線行駛時，容易發(fā)生前輪擺振；當左右輪主銷后傾角不等時，車輛直線行駛時會使智能車跑偏。圖 2. 2 主銷后傾2）主銷內(nèi)傾 所示，定義為在同時垂直于車輛縱向?qū)ΨQ平面和車輛支承平面的平面內(nèi)，由真實的或假想的轉(zhuǎn)向主銷的軸線在該平面上的投影與車輛支承平面的垂線所構(gòu)成的銳角。主銷內(nèi)傾角的作用，是使車輪在受外力偏離直線行駛時，前輪會在重力作用下自動回正。另外，主銷內(nèi)傾角還可減少前輪傳至轉(zhuǎn)向機構(gòu)上的沖擊，并使轉(zhuǎn)向輕便，但內(nèi)傾角不宜過大，否則在轉(zhuǎn)向時，會使輪胎磨損加快。主銷內(nèi)傾角越大前輪自動回正的作用就越強烈，但轉(zhuǎn)向時也越費力，輪胎磨損增大；反之，角度越小前輪自動回正的作用就越弱。圖 2. 3 車輪外傾和主銷內(nèi)傾3）車輪外傾車輪外傾， 所示，在過車輪軸線且垂直于車輛支承平面的平面內(nèi)，車輪軸線與水平線之間所夾銳角。如圖A 所示，即由車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。其角度的不同能改變輪胎與地面的接觸點，直接影響輪胎的磨損狀況。并改變了車重在車軸上的受力分布，避免軸承產(chǎn)生異常磨損。此外，外傾角的存在可用來抵消車身載重后，懸架系統(tǒng)機件變形所產(chǎn)生的角度變化。外傾角的存在也會影響車的行進方向，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輛的直線行駛，再與車輪前束配合，使車輪直線行駛并避免輪胎磨損不均。4）前輪前束 所示，同一軸兩端車輪輪輞內(nèi)側(cè)輪廓線的水平直徑的端點為等腰梯形的頂點，等腰梯形前后底邊長度之差為前束。當梯形前底邊小于后底邊時，前束為正，反之則為負。車輪的水平直徑與車輛縱向?qū)ΨQ平面之間的夾角為前束角。由于車輪外傾及路面阻力使前輪有向兩側(cè)張開做滾錐運動的趨勢但受車軸約束，不能向外滾動，導(dǎo)致車輪邊滾邊滑，增加了磨損，通過調(diào)整前束可以使車輪在每個瞬間的滾動方向都接近于正前方，減輕了車輪外軸所承受的壓力和輪胎的磨損。圖 2. 4 車輪前束 底盤高度 底盤的高度對車的重心影響很大，一般來說，底盤的高度越低，車的轉(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)致整車的重心偏高，在高速過彎時則向心力比較大，同時由于慣性則車很容易向一側(cè)翻倒。為了避免這類事情的發(fā)生，不僅需要減輕傳感器支架的重量，也要盡量降低小車底盤的高度。我們把車底盤放低，從而降低整車的重心，防止車翻倒。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，車在上下坡過程中不會出現(xiàn)碰觸賽道的情況，故我們對車的前后部的底盤高度都做了調(diào)整。以下是車前后部分底盤高度調(diào)整方法：(1)底盤前半部分離地間隙調(diào)整：我們在前輪處裝入不同的調(diào)節(jié)塊調(diào)節(jié)前輪的高度，從而使小車前部離地間隙達到最低，為8mm。(2)底盤后半部分離地間隙調(diào)整：通過變換偏心卡圈調(diào)整底盤后半部離地間隙。為了降低小車整體重心，我們采用了偏心最大的卡圈，使間隙最小。A型車模后輪電機軸與后輪軸之間的傳動比為 18：76（電機軸齒輪齒數(shù)為18，后輪軸傳動輪齒數(shù)為76）。齒輪傳動機構(gòu)對賽車的驅(qū)動能力有很大的影響。齒輪傳動部分安裝位置的不恰當，會大大增加電機驅(qū)動后輪的負載，從而影響到最終成績。調(diào)整的原則是：兩傳動齒輪軸保持平行, 齒輪間的配合間隙要合適，過松容易打壞齒輪，過緊又會增加傳動阻力，白白浪費動力。傳動部分要輕松、順暢，容易轉(zhuǎn)動，,聽一下電機帶動后輪空轉(zhuǎn)時的聲音。聲音刺耳響亮，說明齒輪間的配合間隙過大，傳動中有撞齒現(xiàn)象；聲音沉悶而且有遲滯，則說明齒輪間的配合間隙過小，或者兩齒輪軸不平行，電機負載加大。調(diào)整好的齒輪傳動噪音小，并且不會有碰撞類的雜音。差速機構(gòu)的作用是在車模轉(zhuǎn)彎的時候，降低后輪與地面之間的滑動；并且還可以保證在輪胎抱死的情況下不會損害到電機。當車輛在正常的過彎行進中 (假設(shè)：無轉(zhuǎn)向不足亦無轉(zhuǎn)向過度)，此時4 個輪子的轉(zhuǎn)速(輪速)皆不相同，依序為：外側(cè)前輪＞外側(cè)后輪＞內(nèi)側(cè)前輪＞內(nèi)側(cè)后輪。此次所使用車模配備的是后輪差速機構(gòu)。差速器的特性是：阻力越大的一側(cè)，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速越低；而阻力越小的一側(cè)，驅(qū)動齒輪的轉(zhuǎn)速越高?以此次使用的后輪差速器為例，在過彎時，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間的間隙，過松過緊都會使差速器性能降低，轉(zhuǎn)彎時阻力小的車輪會打滑，從而影響車模的過彎性能。好的差速機構(gòu)，在電機不轉(zhuǎn)的情況下，右輪向前轉(zhuǎn)過的角度與左輪向后轉(zhuǎn)過的角度之間誤差很小，不會有遲滯或者過轉(zhuǎn)動情況發(fā)生。測速模塊采用的是旋轉(zhuǎn)編碼器測速，旋轉(zhuǎn)編碼器旋轉(zhuǎn)一周會產(chǎn)生100個脈沖，這已經(jīng)充分滿足的小車的檢測精度，從而提高了小車高速時速度控制的穩(wěn)定性，大大減小了檢測誤差。編碼器安裝主要考慮的問題是與齒輪的咬合，太緊會使電機轉(zhuǎn)動吃力并且會發(fā)出很大的噪聲，太松有時候會丟齒。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：光電車的傳感器主要有兩種，也是大部分學校選用的，一種是紅外傳感器，另一種是激光傳感器。在確定智能車總體方案時，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，前瞻距離可以達到普通光電傳感器的數(shù)倍甚至十幾倍，完全滿足競賽的要求。而且激光傳感器同時發(fā)光，互不干擾。2） 激光傳感器的工作原理：光電傳感器檢測路面信息的原理是由發(fā)射管發(fā)射一定波長的紅外線，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是不一樣，進而導(dǎo)致接收管的特性曲線發(fā)生變化程度不同，而從外部觀測可以近似認為接收管兩端輸出電阻不同，進而經(jīng)分壓后的電壓就不一樣，就可以將黑白路面區(qū)分開來。 光電傳感器原理3）激光傳感器的設(shè)計激光傳感器與普通的光電傳感器原理都是一樣，但是其前瞻能力遠大于普通的光電傳感器，可以達到4050 厘米，對于智能車來說已經(jīng)足夠。在競賽中，規(guī)則規(guī)定傳感器最多不能超過16 個，我選用了12個激光傳感器，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；接收部份由一個相匹配180KHz 的接