探秘前轮转向小车

只看该作者 · 2021-12-29 22:59

本帖最后由逍遥李于 2022-1-4 12:50 编辑

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智能小车模型从转向方式上大致可以分为：差速转向和前轮转向。差速转向也就是平时非常常见的一种，由左右两个电机差速实现转向（包括正反转），如下图：

差速转向的特点是结构简单，控制容易，但需要两组电机、两组驱动器，这在模型上并不算什么劣势，毕竟价格不高，但换作发动机，一组和两组差别就大了。
而所谓的前轮转向，就是通过前轮的角度调整来实现转向，有点类似于汽车，以前做得比较多的也是差速转向小车，这是第一次做前轮转向需要记录一下，哈哈
先展示一下模型图

因为还没有考虑好最终的功能和细节，因此整体是一个开式的，顶部和前后面都没有封闭。
1、整体配置：
动力部分是一个TT电机（做了一点改装，把130电机换成了优质一点的钢制接线柱130），电源使用7.4V锂电池（18650两串）。控制器使用了nucleoL053和一块扩展板（主要是电机驱动器和电源、IO引脚）
转向部分使用的是一个SG90舵机，舵机输出轴通过大齿轮带动一组转向机构，像一个梯形一样，也就是著名的“阿克曼转向”，如下图（原理就不细说了）：

2、关于主控
其实主控选F103C8T6空间会更小，这次用nucleo是因为这块板子的3.3V电源芯片烧坏了，已经无法单独使用了，后来做了一块扩展板，就是上面图中的蓝色板子，在板上加了一块3.3V LDO（AMS1117-3.3），然后相当于3.3V电是通过7.4V降压供应。
这种方式可以使用，但下载程序之前需要改一个设置，否则无法下载：

图中左下角"under reset"要切换成"normal"

3、其他一些细节
首先是前轮，开始的时候是设计了避震器的，所以内嵌了轴承，后来避震器效果不佳（设计有缺陷），就去掉了，保留了内嵌轴承的设计，转动非常顺畅。

还有电机这里，仔细看会发现和模型出入很大，当时模型中使用的是一个微型电机，加了齿轮传动，后来效果不理想，力矩不足，后期做了修改处理，换成了双轴TT电机，比较意外的是这个左右两侧同轴度非常好，也很牢固。

还有车轮的处理，开始的时候直接椴木板材质和地板摩擦力很小，后来粘了一圈门窗隔音棉，效果好多了，再也不打滑。

4、制作花絮和视频展示
准备装配

粘贴隔音棉防滑

车轮轴与后轮的特殊处理

前轮

这个视频中，只是做了简单的转弯、前进、后退测试，并没有遥控功能，动作是程序中固定的重复动作，仅作展示看下运动性能和效果。

5、小结
初步的想法是把这个当作一个底盘，上层（顶部）固定一块树莓派，做一些进一步的开发，小伙伴们有什么好的建议，也请回帖哦！
感谢关注~

只看该作者 · 2021-12-30 08:39

只看该作者 · 2021-12-31 17:19

一个字，“牛”，这动手能力不是般的强。

只看该作者 · 2021-12-31 23:23

昨天发表于 2021-12-31 17:19
一个字，“牛”，这动手能力不是般的强。

有什么好玩的想法，一起交流呀

只看该作者 · 2022-1-1 15:39

好像后轮没有差速器啊

只看该作者 · 2022-1-1 15:39

好像后轮没有差速器啊

只看该作者 · 2022-1-1 18:48

本帖最后由逍遥李于 2022-1-1 21:22 编辑

QuakeGod 发表于 2022-1-1 15:39
好像后轮没有差速器啊

后轮没有差速的，所以理论上有一侧轮子在转向过程中要打滑的，靠前轮偏转后地面摩擦力变向

只看该作者 · 2022-1-11 15:33

学习了

只看该作者 · 2022-1-24 20:59

这个必须顶，

只看该作者 · 2022-5-14 16:28

有意思

探秘前轮转向小车

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