智能汽车设计与实践基础:电磁支架的选取与安装

为了确保变形金刚三轮车模在完成比赛的情况下,提高速度上限,电磁支架的选取也十分重要。在确保强度足够的情况下,保证车模的质量足够轻巧。

一般选择碳纤维管作为电磁支架,现就以下两种碳纤维管的抗弯性能进行分析。

(1)实心圆截面抗弯截面性能

实心圆截面如图7.2所示,抗弯截面系数如式(7.1)所示。

图7.2　实心圆截面

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图7.3　空心圆截面

(2)空心圆截面抗弯截面系数

空心圆截面如图7.3所示,抗弯截面系数如式(7.2)所示。

由式(7.1)和式(7.2)可以得出不同截面的抗弯系数,在保证足够强度的情况下,选取空心管以减轻重量。

确定了电磁支架的类型后,需要对电磁支架进行合理的安装。因电磁支架越长,车模的前瞻越长,对提速越有利,所以在满足竞赛规则的前提下,电磁支架应尽量长。电磁支架的宽度也最好保持在规则限制的最大宽度附近,因为一对电磁传感器相距越远,电磁传感器对赛道的识别就越有区分性,越有利于车模的循线及特殊元素的识别。电磁传感器距离地面的高度通常选取在15～25 cm较为合适,因为电磁支架的高度如果低了,电磁传感器就会受到来自建筑物钢筋混凝土的影响,使得单片机采集的电磁信号发生异常变化,大部分特殊元素的电磁信号特征难以识别。电磁支架安装好后,保证车模在运行过程中电磁支架不会晃动和抖动,防撞能力强。

电磁支架通常有两种安装方法,单杆安装与双杆安装。单杆安装即为主杆选用一根8 mm外径的空心碳纤维杆,主杆直接从直立车两轮连线中点处沿外部延伸,再在主杆末端固定横杆用以放置电感。双杆安装即为主杆选用两根5 mm外径的空心碳纤维杆,两根碳纤维杆从车模后方向前延伸,再在两根主杆末端固定横杆用以放置电感。考虑到车模的防撞和抖动,一般选用双杆安装。