淺析智能模型車底盤技術(shù)

　　前輪外傾角

　　與模型車的側(cè)滑關(guān)系較大，需與前輪前束相匹配，可設(shè)為。

　　前輪前束

　　前輪是由舵機(jī)帶動(dòng)左右橫拉桿實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向的。主銷在垂直方向的位置確定后，改變左右橫拉桿的長度即可改變前輪前束的大小。左桿短，可調(diào)范圍為10.8mm～18.1mm；右桿長，可調(diào)范圍為29.2mm～37.6mm（如圖1紅圈所示）。

　　底盤離地間隙

　　在獨(dú)立懸架下擺臂與底板之間可以通過增減墊片來調(diào)整底盤前半部分的離地間隙，墊片有1mm和2mm兩種規(guī)格。一片墊片不加，車前部離地間隙為9mm，故離地間隙的調(diào)整范圍為9mm～12mm。從已有的經(jīng)驗(yàn)來看，在加裝了傳感器之后，此距離過小，會(huì)降低模型車爬坡時(shí)的通過度；過大，則會(huì)影響傳感器的靈敏度。

　　后懸掛縱向減震彈簧預(yù)緊力

　　在圖2紅圈處增加墊片即可增大彈簧的預(yù)緊力。

　　圖2懸掛預(yù)緊力調(diào)整

　　舵機(jī)性能測(cè)試

　　在舵機(jī)的軸上連接一個(gè)變阻器，該變阻器有三個(gè)接頭，兩側(cè)的接頭一端接在5V電源上，另一端接地，中間的接頭連在示波器上，示波器測(cè)電壓。當(dāng)舵機(jī)帶動(dòng)前輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，變阻器的阻值隨之改變，示波器的電壓值也發(fā)生變化，即將電壓與舵機(jī)的轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)起來，這樣，通過測(cè)量電壓隨時(shí)間的變化即可知舵機(jī)轉(zhuǎn)角的變化率。從試驗(yàn)中可知，舵機(jī)近似勻速地由一側(cè)最大轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)至另一側(cè)最大轉(zhuǎn)角。結(jié)合對(duì)前輪最大轉(zhuǎn)角的測(cè)量，可估測(cè)出舵機(jī)的轉(zhuǎn)速約為2.42rad/s-2.52rad/s。由汽車?yán)碚摰南嚓P(guān)知識(shí)可知，該舵機(jī)性能偏軟，可通過增大前輪前束來進(jìn)行調(diào)整。

　　對(duì)舵機(jī)性能的測(cè)試主要用于設(shè)定仿真參數(shù)，同時(shí)估算出的舵機(jī)轉(zhuǎn)速也對(duì)程序相應(yīng)速度和轉(zhuǎn)向時(shí)的車速限制有一定的參考意義。

　　模型車穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向測(cè)試

　　本節(jié)探討舵機(jī)PWM占空比與車速、轉(zhuǎn)彎半徑之間的關(guān)系。試驗(yàn)中舵機(jī)PWM占空比設(shè)為6擋，分別以1、2、3、4、5、6表示，數(shù)字越大轉(zhuǎn)角越大。如圖1為舵機(jī)轉(zhuǎn)角為擋位1時(shí)的車速――轉(zhuǎn)彎半徑對(duì)應(yīng)圖，由試驗(yàn)可知，在相同轉(zhuǎn)角下，轉(zhuǎn)彎半徑與車速大致呈線性關(guān)系。

　　根據(jù)模型車的相關(guān)數(shù)據(jù)由下式可算得理論轉(zhuǎn)彎半徑為275mm。該值與模型車試驗(yàn)中0.31m/s時(shí)的轉(zhuǎn)彎半徑相近；當(dāng)模型車車速>1.4m/s后開始出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象。

　　結(jié)語

　　本文通過理論分析和試驗(yàn)測(cè)試，對(duì)智能車比賽用模型車的轉(zhuǎn)向輪定位參數(shù)調(diào)整、重點(diǎn)的選擇、側(cè)滑的控制、底盤高度的調(diào)整、舵機(jī)的轉(zhuǎn)向性能及轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，給出了模型車相關(guān)參數(shù)的調(diào)整建議。由于上述模型車關(guān)于轉(zhuǎn)向的參數(shù)是相互影響的，因此本文給出的僅是各參數(shù)的調(diào)整趨勢(shì)，最佳匹配值還需根據(jù)賽道調(diào)試獲得。