【正文】 ， 這種具有一定相對位置的安裝叫做轉向車輪定位，也稱前輪定位。主銷后傾角從側面看車輪，轉向主銷(車輪轉向時的旋轉中心)向后傾倒，稱為主銷后 傾 角。設定很大的主銷后傾角可 提高直線行駛性能，同時 主銷縱傾移距也增大。8圖 主銷后傾結構示意圖主銷內傾角從車前后方向看輪胎時，主銷軸向車身內側傾斜，該角度稱為主銷內傾 角。此外，主銷內傾角還使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交 線的 距離減小，從而減小轉向時駕駛員加在方向盤上的力，使轉向操縱輕 便，同時也可減少從轉向輪傳到方向盤上的沖擊力。9圖 主銷內傾結構示意圖前輪外傾從前后方向看車輪時，輪胎并非垂直安裝，而是稍微傾倒呈現(xiàn)“八”字 形張 開，稱為負外傾，而朝反方向張開時稱正外傾。汽 車一般將外傾角 設定得很小，接近垂直。還由于助力轉向機構的不斷使用，也使 外傾角不斷縮小。10圖 前輪外傾結構示意圖前輪前束采用這種結構目的是修正上述前輪外傾角引起的車輪向外側轉動。另一方面，由于車輪傾斜，左右前輪 分別向外側轉動，為 了修正這個問題，如果左右兩輪帶有向內的角度，則正 負為零，左右兩輪可保持 直線行進，減少輪胎磨損。但調試一段時間后，我們發(fā)現(xiàn)小車由于機械 磨損會出現(xiàn)轉向沉重，輪胎單邊磨損、偏磨等問題，這時就需要對前輪重新定 位。為增加輪胎的受力面， 將前輪調為主銷內傾，相對于在轉彎處對前輪進行補償，使前輪與賽道的接觸 面增加。另外安裝四輪時要注意盡量減少四輪虛位，尤其是前輪。圖 前輪實際效果12 差速器的調整差速器的作用是在車模轉彎的時候，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。以此 次使用的后輪差速器為例，在過彎時，因外側后輪輪胎所遇的阻力較小，輪速 便較高；而內側前輪輪胎所遇的阻力較大，輪速便較低。另外差速器齒輪與電機齒輪及編碼器齒輪的咬合程度也需要注意。也不能咬合太松，否則會導致掃齒，磨損齒輪。 舵機的安裝對于舵機，我們采用經典的立式安裝，舵機的安裝位置決定了打角死區(qū)， 連桿的長度由舵機的安裝位置及舵機擺桿的長度共同決定。對于擺桿，我們設計了不同長度的擺桿，通過實際檢驗，確定舵機擺桿長 度，并通過多組實驗得出符合智能車在高速情況下穩(wěn)定運行的適合長度。在智能車比賽里，通過 它將舵機轉矩傳遞到連接輪子上面的橫拉桿，實現(xiàn)輪子的左右轉動，從而實現(xiàn) 轉向。舵機轉矩=舵機擺桿作用力*擺桿長度通過公式可以得出：拉桿作用力越大，反應越靈敏，轉向速度越快！轉矩一13定時，擺桿越長，作用力就越小，所以擺桿又不能太長。這就要求我們在舵 機反應靈敏度與響應時間上找到一個合適的值。圖 阿克曼轉向示意圖 保護桿在調車的過程中我們發(fā)現(xiàn)如果保護桿過于強硬，即使與障礙物輕微的碰 撞也會使小車受到較大的沖擊力，使車身狀態(tài)發(fā)生較大改變，甚至被障礙物 擋住，不能繼續(xù)前進。在輕微的碰撞中，保護桿受力傾斜，既對力有一個緩沖的效果，又能 使前進方向上的力變換方向，使小車得到旋轉的力，避過障礙物。15圖 保護桿安裝 當然避障主要是靠程序算法來解決，但是在障礙檢測時可能車身不正，導致打角不及時或打角度數(shù)不夠，保護桿就可以起到作用了。我們先后 采用了兩種方案：第一種是購買的塑料底座，但是在安裝的過程中，發(fā)現(xiàn)該種 底座，占地面積大，總共需要六顆螺絲才能將 CCD 桿基本穩(wěn)定。 只需要在底盤打四個孔就能將 CCD 碳素桿穩(wěn)定。CCD 安裝的位置與車模的前瞻量以及視野 寬也有直接關系，CCD 的安裝位置低了，視域不夠廣闊，影響尋線的有效范圍； 安裝過高，整車系統(tǒng)會因重心抬高而穩(wěn)定性變差。CCD 傳感器重量相對車架來說具有不 可忽略的影響，從車模的性能上考慮，車模的重心越低越好。圖 CCD 的安裝 編碼器的安裝編碼器是測速環(huán)節(jié)重要的傳感器，因此我們選用了測速精度高的歐姆龍 500 線編碼器。編碼器的安裝要注意防干擾，因此我們在沒有被屏蔽線包裹的部分使用錫 箔紙包裹，防止信號干擾。調整好編碼器的位置，使編碼器齒輪與后輪大齒適當咬合，不緊不松， 太緊會增加電機負載，太松則可能導致掉齒且會磨損齒輪。下面是主板 PCB 圖及實物圖圖 主板 PCB 布局19圖 主板 最小系統(tǒng)版往屆學長在使用自己焊接的系統(tǒng)版中容易遇到靜電復位等問題，且焊接較 為困難，我們決定使用市場購買的最小系統(tǒng)版，雖然體積較大且重，但是工作 穩(wěn)定，在使用的過程中，沒有遇到復位等問題。還包括電源濾波電路、時鐘電路、復位 電路、串行通訊接口、JT AG 下載接口和 SD 接口20圖 K60 接線圖 電源模塊電源作為整個智能車系統(tǒng)的能量供給站，要求能夠滿足不同模塊的電 能需求，確保整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。通過對小車系統(tǒng)各模塊對電能的需求分析，我們把整車電源系統(tǒng)分 為了三類：即核心處理器電源、傳感器電源和其他外設的電源。線性穩(wěn)壓電源的特點是輸出電壓紋 波小，外圍電路簡單，只需要加幾個電容濾波，其中 LM2940 帶載能力最 強 ， 可 達 1A 以 上 ， LM7805 與 AMS1117 帶 載 能 力 相 當 都 在 500mA800mA。智能汽車使用的都是高速運轉的高精度芯片，電源的好壞決定了芯片工作 的穩(wěn)定性。其他模塊主要使 用的穩(wěn)壓芯片及升壓模塊有 LM25765V、LM2576ADJ、及 B0512S2W。圖 電壓采集原理圖22 CCD 模塊競賽規(guī)定光電組采用 TSL1401 系列的線性 CCD，我們按照芯片手冊連 接線路，進行了測試。后來對電路做了一些改進，在信號輸出端加了運放芯片 LMV358，放大倍數(shù)通過電位器可調，這樣可以適應不同光線強度的環(huán)境。CCD 電路部分如下圖：圖 CCD 模塊原理圖 驅動橋模塊利用 2 個 N 溝道功率 MOSFET 和 2 個 P 溝道功率 MOSFET 驅動電機的方案，控制電路簡單、成本低。而 N 溝道功率 MOSFET，一方面載 流子的遷移率較高、頻率響應較好、跨導較大；另一方面能增大導通電 流、減小導通電阻、降低成本，減小面積?？紤]到實際驅動電流可能很大，故采用 4 片 IRF3205 組成全橋驅動電機。 由于電機在急減速或急加 速的時候都會將電源的電壓拉低，因此在電源兩端接大電容濾波。圖 驅動橋原理圖 車身姿態(tài)檢測模塊起初我們使用了兩塊 MMA8451 加速度計模塊，對小車轉彎進行受力分 析，計算出轉彎半徑，但由于車速較快，實際受力情況復雜，導致計算出 的轉彎半徑偏差較大，后舍棄這種方案。另外我們也使用了 MPU6050 陀螺儀模塊，對坡道進行檢測。編碼器對工作電壓要求較高，我們發(fā)現(xiàn)在電機猛加速時，會拉低電池 電壓，使編碼器出電壓不能穩(wěn)到正常工作電壓范圍，導致測速脈沖丟失， 導致電機不能被控制。 OLED 液晶屏及按鍵 由于平時要進行大量參數(shù)的調試，反復下載程序調試效率很低，且 OLED 屏 可以顯示調試時需要觀察的變量數(shù)據(jù)。該顯示模塊具有以下特征：①該 OLED 液晶顯示屏為 寸，分辨率為 12864，模塊支持 、5v 供 電。 ③高亮度，低功耗，有很好的顯示效果，體積小，質量輕。 ⑤