智能模型车底盘浅析【摘录】

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模型车底盘性能
模型车底盘采用的是等长双横臂式独立悬架(如图1)，当车轮上下跳动时，车轮平面没有倾斜，但轮距会发生较大变化，故车轮发生侧向滑移的可能性较大。本车共有6处参数可调，其中主销内倾角对模型车性能影响不大，可设为。
图1  前轮前束调整

主销后倾角
       可以通过增加垫片的数量来增大主销后倾角，共有4片垫片，前2后2，后倾角为0；前1后3，后倾角为；前0后4，后倾角为。
       对于本模型车，若欲使之转向灵活，主销后倾角可选；欲增大回正力矩，则后倾角可选。
       前轮外倾角
       与模型车的侧滑关系较大，需与前轮前束相匹配，可设为。
       前轮前束
前轮是由舵机带动左右横拉杆实现转向的。主销在垂直方向的位置确定后，改变左右横拉杆的长度即可改变前轮前束的大小。左杆短，可调范围为10.8mm~18.1mm；右杆长，可调范围为29.2mm~37.6mm(如图1红圈所示)。
       底盘离地间隙
       在独立悬架下摆臂与底板之间可以通过增减垫片来调整底盘前半部分的离地间隙，垫片有1mm和2mm两种规格。一片垫片不加，车前部离地间隙为9mm，故离地间隙的调整范围为9mm~12mm。从已有的经验来看，在加装了传感器之后，此距离过小，会降低模型车爬坡时的通过度；过大，则会影响传感器的灵敏度。

       后悬挂纵向减震弹簧预紧力
       在图2红圈处增加垫片即可增大弹簧的预紧力。
图2  悬挂预紧力调整


舵机性能测试

       在舵机的轴上连接一个变阻器，该变阻器有三个接头，两侧的接头一端接在5V电源上，另一端接地，中间的接头连在示波器上，示波器测电压。当舵机带动前轮转动时，变阻器的阻值随之改变，示波器的电压值也发生变化，即将电压与舵机的转角对应起来，这样，通过测量电压随时间的变化即可知舵机转角的变化率。从试验中可知，舵机近似匀速地由一侧最大转角转至另一侧最大转角。结合对前轮最大转角的测量，可估测出舵机的转速约为2.42rad/s-2.52rad/s。由汽车理论的相关知识可知，该舵机性能偏软，可通过增大前轮前束来进行调整。
       对舵机性能的测试主要用于设定仿真参数，同时估算出的舵机转速也对程序相应速度和转向时的车速限制有一定的参考意义。
       模型车稳态转向测试
      
本节探讨舵机PWM占空比与车速、转弯半径之间的关系。试验中舵机PWM占空比设为6挡，分别以1、2、3、4、5、6表示，数字越大转角越大。如图1为舵机转角为挡位1时的车速——转弯半径对应图，由试验可知，在相同转角下，转弯半径与车速大致呈线性关系。
       根据模型车的相关数据由下式可算得理论转弯半径为275mm。该值与模型车试验中0.31m/s时的转弯半径相近；当模型车车速>1.4m/s后开始出现侧滑现象。
       结语
       本文通过理论分析和试验测试，对智能车比赛用模型车的转向轮定位参数调整、重点的选择、侧滑的控制、底盘高度的调整、舵机的转向性能及转向稳定性进行了分析，给出了模型车相关参数的调整建议。由于上述模型车关于转向的参数是相互影响的，因此本文给出的仅是各参数的调整趋势，最佳匹配值还需根据赛道调试获得。