北京科技大学电磁组一队技术报告 - 图文

第二章 智能车机械结构调整与优化

图2.3 转向拉杆图

2.4智能车后轮减速齿轮机构调整

模型车后轮采用RS-380SH 电机驱动，电机轴与后轮轴之间的传动比为 18：76（电机轴齿轮齿数为18，后轴传动齿数为76）。齿轮传动机构对车模的驱动能力有很大的影响。齿轮传动部分安装位置的不恰当，会大大增加电机驱动后轮的负载，会严重影响最终成绩。调整的原则是：两传动齿轮轴保持平行, 齿轮间的配合间隙要合适，过松容易打坏齿轮，过紧又会增加传动阻力，浪费动力；传动部分要轻松、顺畅，不能有迟滞或周期性振动的现象。判断齿轮传动是否良好的依据是，听一下电机带动后轮空转时的声音。声音刺耳响亮，说明齿轮间的配合间隙过大，传动中有撞齿现象；声音闷而且有迟滞，则说明齿轮间的配合间隙过小，或者两齿轮轴不平行，电机负载变大。调整好的齿轮传动噪音很小，并且不会有碰撞类的杂音，后轮减速齿轮机构就基本上调整好了，动力传递十分流畅。

2.5 编码器的安装

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第八届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告

为了提高精度，本车使用了编码器。为了便于安装，使用加工件将编码器与后桥进行连接，较好的保证了两啮合齿轮轴的平行度及传动的平顺性。

图2.4 编码器安装

2.6 智能车重心位置的调整

为了达到较远前瞻，必须把电感架到较远的位置，会引起车重心特别靠前，后轮正压力不足导致甩尾。为了使重心后移，我们尝试了很多传感器支架的搭建方式，使得保证结构稳定的前提下尽量减轻重量。同时，我们把舵机和电池均往后移，达到了预期的效果。

2.7其它机械结构的调整

另外，在模型车的机械结构方面还有很多可以改进的地方，比如说车轮、悬架、底盘、车身高度等。

模型车在高速的条件下（2.3m/s3.5m/s），由于快速变化的加减速过程，使得模型车的轮胎与轮辋之间很容易发生相对位移，可能导致在加速时会损失部分驱动力。在实验中调试表明，赛车在高速下每跑完一圈，轮胎与轮辋之间通常会产生几个厘米的相对位移，严重影响了赛车的加速过程。为了解决这个问题，我们在实际调试过程中对车轮进行了粘胎处理，可以有效地防止由于轮胎与轮辋错位而引起的驱动力损失的情况。

此外，我们还对车身高度，以及底盘的形状和质量等，都进行了相应的改进和调整，均取得了不错效果。

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第三章 电路设计说明

第三章 电路设计说明

3.1 主控板和驱动板的硬件设计

3.1.1 电源管理模块

为满足需要，本车模上存在4种供电电压：

1）智能车使用镍镉充电电池，充满时电压在7.8～8.2V。可直接用于电机和舵机供电。

2）一些数字器件使用直流5V，5V电源选用开关型稳压芯片AS1015以及线性稳压芯片TPS7350。为了隔离电机的干扰，AS1015和TPS7350的输入端加磁珠。

3）使用3.3V为单片机运算放大器供电，采用线性稳压芯片TPS79333。输入端接AS1015和TPS7350输出端。

4）电机驱动模块使用直流17V，使用一款5-12V 升压电源模块。 加若干LED显示各类电源工作状况。 该部分电路如图3.1所示。

图3.1 电源管理模块原理图

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3.1.2 电机驱动模块

电机驱动电路为一个由分立元件制作的直流电动机可逆双极型桥式驱动器，其功率元件由四支 N 沟道功率 MOSFET 管组成，额定工作电流可以轻易达到 100A 以上，大大提高了电动机的工作转矩和转速。该驱动器主要由以下部分组成： PWM信号输入接口、逻辑换向电路、死区控制电路、电源电路、上桥臂功率 MOSFET 管栅极驱动电压泵升电路、功率 MOSFET 管栅极驱动电路、桥式功率驱动电路、缓冲保护电路等。

该部分原理图如图3.2所示。

图3.2 电机驱动模块原理图

3.1.3 数模转换模块

由于K60的内部AD比较精确，我们在测试外部AD后结果显示其结果与内部AD相差不大，而且方差较内部AD更大，当然这也有可能是测试方法有问题。内部AD较外部AD可以简化电路设计，综合考虑这下我们还是决定使用内部AD，考虑到我们所使用的传感器数量，引出8路AD。其接线方法如图3.3所示。

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