第五届全国大学生智能汽车邀请赛技术报告
图3.3 RS-380SH-4045直流电机
该电机的负载特性如图3.4和表3.2所示。
图3.4 电机负载特性
表3.2 电机特性参数 电压 空载 速工作范围 额度 定电压 min 3～9 .2 7200 16.5 0r/A /min 14060 .29 30.9 rA N.m 111 .cm 16 12.3 mgW N.m 839 .cm 81.6 2流 度 流 率 mgA 电最大效率 输速电扭矩 出功扭矩 流 电堵转 由上可知当电机堵转时，电机性能将会严重下降。另外，堵转电流很大，容易损坏电池，因此，在调试的过程中需要尽量避免堵转现象的发生。
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第三章 智能车机械设计
3.2 机械结构调整与改造
3.2.1 前轮定位参数调整
现代汽车在正常行驶的过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，并减小轮胎和转向零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间形成一定的安装位置，叫做车轮定位。其主要定位参数包括：主销后倾、主销内倾、车轮外倾和车轮前束。此模型车前轮的四项定位参数均可调。
主销后倾角：主销在汽车的纵向平面内(汽车的侧面)有一个向后的倾角γ，即主销轴线与地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角，称为“主销后倾角”。
主销后倾，可以使汽车在车轮偏转后会产生一个回正力矩，纠正车轮的偏转。例如对上图而言，这辆沿直线行驶的汽车突然开始偏转，其轮胎沿图中箭头方向转动。此时，在轮胎与路面的接触点处，路面会对轮胎产生一个侧向反作用力Y。由于Y不通过车轮主轴线，从而会形成使车轮绕主轴线旋转的力矩YL。该力矩的方向与车轮偏转方向相反，因此能使车轮恢复到原来的位置，从而保持了汽车直线行驶的稳定性。
另外，由上述原理不难看出，车速越快，主销后倾角越大，车轮偏转后自动回正的能力就越强。然而，车轮的回正力矩不宜过大。回正力矩将会导致车轮回正过猛，进而加速车轮的摆振，导致转向沉重。通常将后倾的角度值设定在1°到3°之间。
这里，对于本模型车而言，可以通过增减黄色垫片的数量来改变主销后倾角：每侧有4片垫片，前2后2后倾角为0°；前1后3，后倾角为2°到3°间；前0后4，后倾角为4°到6°间。为了确保车体直线行驶的平稳性，这里采用“前0后4”的方案，即将后倾角设定为4°到6°之间，如图3.5所示。
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图3.5 主销后倾角调整示意图
主销内倾角：主销在汽车的横向平面内向内倾斜一个角度，即主销轴线与地面垂直线在汽车横向断面内的夹角，称为“主销内倾角”，如图3.6所示。
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图3.6 主销内倾示意图
主销内倾角也有使车轮自动回正的作用。当转向轮在外力作用下发生偏转时，由于主销内倾的原因，车轮连同整个汽车的前部将被抬起一定高度；当外力消失后，车轮就会在重力作用下恢复到原来的中间位置，从而起到静态回正的作用。适当的内倾角可以使转向操纵轻便，但内倾角同样不宜过大，否则在转向时车轮绕主销偏转的过程中轮胎会与路面产生较大的滑动，从而会增大路面与轮胎间的摩擦力。这不仅会使转向变得沉重，还将加速轮胎的磨损，通常汽车主销内倾角不大于8°。
模型车通过调整主销连接螺杆的长度来改变主销内倾角。介于主销内倾角
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第三章 智能车机械设计
的不恰当增大可能会影响转向性能，故并没有对这一参数进行调整，如图3.7所示。
图3.7 主销内倾角调整示意图
前轮外倾角：通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角称为“前轮外倾角”，如图3.8所示。
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图3.8 前轮外倾示意图
前轮外倾主要起着防止轮胎变形的作用。因为车体本身的重量，车体将因承载而变形，从而导致车轮内倾，这将加速轮胎的偏磨损。为了使车轮接近垂直路面而滚动，使轮胎磨损均匀，安装轮胎时应使其具有一定的外倾角。另一方面，适当的外倾也会延长车轮连接件的使用寿命。当然，这个角也不能过大，否则同样会使轮胎产生偏磨损。一般前轮外倾角为1°左右，在对本模型车调节中，其底盘承重不大，前轮外倾角只有两档可调，设为0°即可。
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前轮前束：前束是指两轮之间的后距离数值与前驱离数值之差，也指前轮中心线与纵向中心线的夹角。
前轮前束是为了减轻或者抵消前轮外倾而造成的不良后果，两者间需要协调。车轮有了外倾角之后，就会导致两侧车轮向外滚开，车轮在路面上会出现边滚边滑的现象，从而加速轮胎的磨损。为了缓解这种情况，在安装车轮时使两轮前边缘距离小于后边缘距离，这样可使车轮的滚动方向接近于正前方。
模型车通过改变与舵机相连接的左右横向拉杆的长度来改变前轮前束的大小。对本系统而言，由于前轮外倾角设置为0，故没有进行前轮前束的调整，如图3.9所示。
图3.9 模型车前轮横拉杆示意图
3.2.2 后轮轮距调整
车辆轮距对车辆的稳定性有一定影响，较宽的轮距可以增加车辆的稳定性，减少后轮侧滑的可能性。智能汽车底盘套件有两种轮距可供选择，把后轮调整为了宽轮距，在一定程度上增加了车模的稳定性。对后轮轮距的调整可以通过更换相应的塑料连接件来实现，如图3.10所示。
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