智能汽车设计:直立车模重心位置

车模重心的高低直接影响车模的转向能力,车模重心的高低主要影响车模高速运行时的性能。一般情况下,车模在高速运行时,重心越高,车模越容易发生侧翻,在高速过弯时越容易发生侧滑。因而车模在安装时,电池的高度应该尽可能地贴近地面,电路板安装位置也应该尽可能低。

下面给出直立车模装车过程中可以选择的机械结构安装方案。

如图3.46所示为摄像头直立车模的机械结构安装方案。对摄像头车模而言,通常会选取电池在前,即与运行方向一致的结构搭建方案,这样搭建的车模其速度控制较为容易,转动惯量小,重心低,适合高速行驶,车模的运行速度上限更高。

如图3.47所示为电磁直立车模的机械结构安装方案。对电磁车而言,车模机械结构搭建方案有三种,第一种是电池与车模运行方向相反,第二种是电池与车模运行方向一致,第三种是车模底板垂直于地面,电池直接固定于底板上。第一种方案的车模重心靠前,加速度大,转动惯量小,车模行驶速度上限高,但过坡稳定性不高,速度可控性差。第二种方案车模速度控制较为容易,车模转动惯量大,过坡稳定性高,整体较为稳定。第三种方案车模转动惯量最小,但车模过坡稳定性较差。

图3.46　摄像头直立车模机械结构安装示意图

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图3.47　电磁直立车模机械结构安装示意图

不同安装方案中,电池摆放位置不同,对于直立车模而言,电池的质量在200 g左右,占车模总质量的1/4左右,电池位置直接决定了车模的重心位置,进而影响车模的运行性能。重心的位置直接影响车模的转向能力,对于直立车模这种仅仅依靠两个后轮驱动的车模而言,最理想的车模结构应该是重心位置在两车轮轴心上,即将电池摆放尽可能地贴近于车模两车轮轴心,这样车模的转向性能是最好的,更能顺畅地通过弯道。安装电路板时也应该遵循这个原则,尽可能地将电路板安装于两车轮轴心上。

图3.48　电池与电路板安装示意图

如图3.48所示为车模电路板与电池的安装摆放示意图。安装规则遵循前面所述,电池尽可能地贴近两车轮轴心,电路板直接摆放在两车轮轴心上方。