動力小车设计总体方案.doc

动力小车设计总体方案 内容摘要： 根据要求，本设计方案综合采用了机械设计、传感通讯等技术，将循迹、避障、无线通讯等功能集于一身，通过实现对电动车的速度、位置、运行状况的实时测量，并将测量数据传送至单片机进行处理，然后由单片机根据所检测的各种数据，从而实现对电动车的智能控制。 作品介绍： 本设计作品为动力小车，集远程控制等多种功能于一身,全车长20厘米，宽15厘米，高10厘米，车身主要由有机玻璃板制作，两边各安置两个强劲的减速电机，作为车体前进动力；车体上安置控制模块，用于整车的智能化控制。 设计理念： 1、设计理念： 按照比赛要求，参赛作品必须经过爬坡，拉力，避障等过程。小车通过两台电机旋转方向的不同组合来达到控制车体前进、后退、左转弯和右转弯各个方向，同时通过内部的减速齿轮组以获得足够的扭力来爬坡并拉动重物。 2、作品特色： 作品特色主要有以下两点：1）小车主要是通过降低底盘高度来获得低重心，达到稳定小车作用，从而使小车能够平稳的进行行驶。2）在驱动方面，我们采用了两台减速电机驱动的设计方案，有利于保证车体的扭力与转向。 四、硬件设计及其介绍： (1) 总体布局 小车采用两轮驱动，两台电机旋转方向的不同组合来达到控制车体前进、后退、左转弯和右转弯各个方向。电源安放在主车体底部，主板置于其上，电机安放在船体两侧后端； 机动模块 通过51单片机及L298N驱动芯片控制四台电机旋转方向的不同组合来达到控制车体前进、后退、左转弯和右转弯各个方向，具体实现方法为当两台12V电机同时顺时针转动时，驱动车体向前行驶；当两台电机同时逆时针转动时，向后行驶；当左侧电机顺时针转动时，车体向右行驶；当右侧电机顺时针转动时，车体向左行驶； 无线通讯模块 无线通讯功能的实现主要利用了NRF24L01无线通讯模块，该模块具有传输速度高，抗干扰性较好，能连续收发多字节数据等优点。为了实现无线收发，我们独立设计了一个发送模块和一个接收模块，每个模块都有一片单片机独立驱动，以保证传输速度。 扭力增大模块 为使先小车获得较大扭力，在拉动重物以及爬坡的过程中，根据马达的扭矩速度曲线，使小车运行在最大扭矩对应的速度下。同时根据需要，使用减速曲线将扭力进行放大，以应对比赛要求。 可行性分析： 机械部分采用轻质有机塑料板制作，减少车身总体质量，从而减少功耗，减轻了电源负担；采用减速电机传动，使动力更加强劲行车过程更加平稳，有利于克服较难的赛道要求；采用红外较高灵敏度的红外对管能够实时监测赛道轨迹，同时由于循迹过程中车速并非很快，灵敏度较高的红外对管检测车轮的转动状况也是足够的；L298N能够输出较大的功率，单个芯片用于驱动进行两个减速电机也是足够的；NRF24L01无线传输模块发射频率高，抗干扰性相对较好，同时兼容TTL电平，对于单片机控制也较方便。 创新点：