自控无碳小车设计

徐江波++何震宇++刘仁平

[摘 要]根据第五届无碳小车比赛（合肥赛）要求，其主要难点在于上坡、下坡、障碍墙。这就要求小车速度在全程行进中要有较为灵活的变化，同时对小车转弯要有良好的智能控制以避开障碍物。本文就在往届无碳小车基本知识基础上，如何实现小车速度的合理变化和智能避障、刹车以及小车平稳性进行了论述。

[关键词]速度、距离、智能避障、平稳性

中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0134-01

1、速度和距离的控制

首先我们讨论一下为了满足赛道的要求，速度所需要的具体变化。赛道可以分成如下部分：上坡段（从起点到坡顶）、下坡段（坡顶到坡底）、平路段（主要是障碍区），接下来就每段分别分析。在上坡前段，小车必须拥有足够大的加速度让小车到达上坡段的坡底时获得能让小车冲上坡顶的速度，这就需要比较大的驱动力矩；而在下坡时，必须让加速度降到最低以减少能量和距离的损失，同时尽可能地将速度增幅降到最低以防止在平路段速度过快导致避障失败，这就需要将驱动力矩降到最低；在平路段，车必须行驶的较为平稳以防止转弯时翻车或来不及转弯。

由于车体需要拆装，因此设计必须以结构简单为原则，另外小车所需传动比不大，所以这里采用一级齿轮传动比较合适，滑轮则采用定滑轮。这样小车的行驶距离和速度大小的分配主要取决于绕线轴和齿轮（传动比大小）之间的相互配合，而速度大小的变化则取决于绕线轴的直径变化（即驱动力矩的变化）。……