基于凌陽(yáng)16位單片機的智能車(chē)設計

引言

　　輪式小車(chē)是智能小車(chē)機械結構的主體部分，由車(chē)身、輪子、變速器、傳動(dòng)軸等結構部件構成。輪式小車(chē)還包括提供動(dòng)力的驅動(dòng)器，用來(lái)收集智能小車(chē)的自身狀態(tài)信息或外部環(huán)境信息，并對多傳感器的數據進(jìn)行分析、融合，動(dòng)態(tài)調整小車(chē)的運動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現在一定條件下的自主行駛。

　　硬件設計

　　圖1是智能車(chē)總體的設計方案及組成原理。微處理器采用了16位SPCE061A單片機，以此為核心設計了紅外傳感模塊、電機驅動(dòng)模塊、PI控制器及相關(guān)的顯示指示模塊。

　　圖1 智能車(chē)總體的設計方案

　　輪式小車(chē)機械結構的設計

　　智能小車(chē)機械結構包括車(chē)輪、車(chē)身、轉向舵機、驅動(dòng)器和各種傳動(dòng)機構等。小車(chē)車(chē)身主體由2mm厚的有機玻璃組成。小車(chē)有三個(gè)車(chē)輪，其中后面的兩輪為驅動(dòng)輪，分別有獨立的直流電機驅動(dòng)。

　　若直接將直流電機輸出軸連接小車(chē)的輪胎，會(huì )出現電機的轉矩偏小、小車(chē)的動(dòng)力差等缺點(diǎn)，采用PWM直流電機調速方法又會(huì )使電機的輸出轉矩在原有壓降的基礎上又有所下降。為了解決轉矩速度之間的矛盾，筆者設計了二級定軸輪系轉動(dòng)減速裝置，其結構示意圖如圖2所示。

　　圖2 減速機構原理圖

　　其中齒輪均為圓柱直齒輪。若主動(dòng)軸用1表示，末輪以K表示，輪速為ω，圓柱直齒輪嚙合次數為m，則上述輪系機構的傳動(dòng)比ilk為

(1)

　　此處電機輸出軸是主動(dòng)軸，車(chē)體輪胎是從動(dòng)軸。

　　其中一級變速主動(dòng)輪齒數Z1主=11，從動(dòng)輪齒數Z1從=35;二級變速主動(dòng)輪齒數Z2主=11，從動(dòng)輪齒數Z2從=40;圓柱直齒輪嚙合次數為m=2?？梢杂嬎愠鰅lk=11.5。