畢業(yè)論文終稿-玩具遙控汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[下載送CAD圖紙 全套打包資料]

需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763圖紙預(yù)覽請(qǐng)見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯摘要本文首先對(duì)玩具遙控車的國內(nèi)為發(fā)展現(xiàn)狀做了介紹，同時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)玩具遙控車的整體方案進(jìn)行了分析，包括幾何尺寸、驅(qū)動(dòng)芯片的選擇和程序的編制。然后從玩具遙控車性能要求的角度出發(fā)，分別對(duì)玩具遙控車的運(yùn)動(dòng)方式、模型結(jié)構(gòu)和車體成型方式做了比較，最終確定了非完整約束輪驅(qū)四移動(dòng)結(jié)構(gòu)模型后輪同軸驅(qū)動(dòng)，前輪轉(zhuǎn)向的玩具遙控車。文章對(duì)玩具遙控車硬件結(jié)構(gòu)做了詳細(xì)的可行性分析及設(shè)計(jì)，并且做了相應(yīng)的計(jì)算、校核，主要包括驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)和轉(zhuǎn)向輪電機(jī)的選擇及其驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)；齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核；前后減震系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和車體的一些機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。并且針對(duì)本設(shè)計(jì)所研究的玩具遙控車，設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)模塊。最后，本文對(duì)所作研究和主要工作進(jìn)行了總結(jié)，并將設(shè)計(jì)的玩具遙控車的結(jié)構(gòu)進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定、可靠，可控制性高，安全性高，達(dá)到了本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞玩具遙控車；硬件結(jié)構(gòu)；驅(qū)動(dòng)電路；驅(qū)動(dòng)模塊需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763圖紙預(yù)覽請(qǐng)見文檔前面的插圖，原稿更清晰，可編輯ABSTRACTFIRSTLY,THEDOMESTICTOYREMOTECONTROLCARSFORTHECURRENTDEVELOPMENTISINTRODUCED,ANDACCORDINGTOTHEDESIGNREQUIREMENTSOFTHEOVERALLSCHEMEOFREMOTECONTROLLEDTOYVEHICLEAREANALYZED,INCLUDINGTHESELECTIONANDCOMPILATIONOFPROGRAMSIZE,THEDRIVINGCHIPTHENFROMTHEPERSPECTIVEOFTHEPERFORMANCEOFREMOTECONTROLLEDTOYS,DOEXERCISE,RESPECTIVELYONTOYREMOTECONTROLCARBODYMODELSTRUCTUREANDFORMINGMETHOD,ANDULTIMATELYDETERMINETHEFOURWHEELDRIVEDRIVENNONHOLONOMICMOBILESTRUCTUREMODELREARWHEELCOAXIAL,REMOTECONTROLLEDTOYVEHICLEWITHFRONTWHEELSTEERINGTHISPAPERMADEAFEASIBILITYANALYSISANDDETAILEDDESIGNOFTHEREMOTECONTROLLEDTOYVEHICLEHARDWARESTRUCTURE,ANDTHECORRESPONDINGCALCULATION,CHECKING,MAINLYINCLUDESWHEELDRIVINGMOTORANDSTEERINGWHEELMOTORANDITSDRIVINGCIRCUITDESIGNDESIGNANDCHECKGEARBEFOREANDAFTERTHESHOCKABSORBERSYSTEMANDVEHICLESTEERINGMECHANISMDESIGNANDSOMEMECHANICALSTRUCTUREDESIGNETCANDFORTHEREMOTECONTROLLEDTOYVEHICLERESEARCHOFTHISDESIGN,THEDRIVEMODULEDESIGNFINALLY,THISPAPERSUMMARIZESTHERESEARCHWORKANDMAINSTRUCTURE,TOYREMOTECONTROLCARSANDWILLDESIGNTHEJOINTDEBUGGINGTHEEXPERIMENTALRESULTSSHOWTHAT,THESYSTEMISSTABLE,RELIABLE,HIGHCONTROLLABILITY,HIGHSAFETY,MEETTHEDESIGNREQUIREMENTSOFTHEDESIGNKEYWORDSREMOTECONTROLTOYCARHARDWAREDRIVECIRCUITDRIVEMODULE需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763III目錄摘要IABSTRACTII目錄III第1章緒論111課題研究的目的與意義112我國玩具行業(yè)的發(fā)展概況113我國玩具行業(yè)的消費(fèi)現(xiàn)狀314玩具行業(yè)的發(fā)展前景4141傳統(tǒng)玩具向電子玩具過渡4142提高玩具附加值勢在必行415方案分析及設(shè)計(jì)要求416本課題主要研究內(nèi)容5第2章玩具遙控車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)721玩具遙控車運(yùn)動(dòng)方式的選擇722玩具遙控車驅(qū)動(dòng)方案的選擇823玩具遙控車驅(qū)動(dòng)輪組成9231驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇10232減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核14233變速箱體及后減震24234驅(qū)動(dòng)車輪及輪轂2424玩具遙控車轉(zhuǎn)向輪組成26241驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇27242傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及前減震機(jī)構(gòu)29需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763IV243前車體及電池箱30244轉(zhuǎn)向輪胎和輪轂3025玩具遙控車受力分析及如何保證加速度最優(yōu)3026系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)32第3章玩具遙控車驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)3331玩具遙控車驅(qū)動(dòng)組成3432轉(zhuǎn)向電機(jī)控制34321電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的選擇34322電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)36323程序控制流程及代碼3833直流電機(jī)控制41331直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的選擇41332直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)42333直流電機(jī)PWM調(diào)速43334閉環(huán)反饋控制模塊44335程序控制流程及代碼46結(jié)論50致謝51參考文獻(xiàn)需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763V需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763VI需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763VII需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763VIII需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763IX需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763X需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763XI需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763XII需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763XIII需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763XIV需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763XV52需要CAD圖紙，Q咨詢4149516051章緒論11課題研究的目的與意義中國是玩具大國，玩具出口在我國的外貿(mào)出口中占主要地位。中國的玩具廠商要在國際上站穩(wěn)腳跟，就要有所發(fā)展，一定要有新的、高層次的產(chǎn)品。國內(nèi)的大型玩具企業(yè)已經(jīng)充分意識(shí)到這一點(diǎn)，正在和科研院所合作，研發(fā)高端兒童玩具車產(chǎn)品。企業(yè)的參與將為兒童玩具車的發(fā)展起到推動(dòng)作用。隨著人們對(duì)休閑、娛樂需求的增加，以及人們對(duì)玩具功能觀念的改變，玩具的消費(fèi)群體也正在迅速擴(kuò)大。玩具已不再是兒童的專利，越來越多高檔、新穎的玩具開始成為成年人的休閑、娛樂用品。而目前，我國成人玩具的開發(fā)還是一個(gè)空白，顯然這個(gè)市場有著巨大的潛力去開發(fā)，從而解決了因玩具出口受限而轉(zhuǎn)內(nèi)銷的市場銷量瓶頸。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國現(xiàn)有玩具企業(yè)2萬余家，從業(yè)人員超過400萬，年產(chǎn)值1000多億元，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70以上。而目前高端成年人玩具市場卻是眾多玩具業(yè)廠商不重視的一個(gè)市場，所以對(duì)于內(nèi)銷市場，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該加大投入力度，力爭中國市場成為另外一個(gè)美國市場，成為中國玩具業(yè)最堅(jiān)定，最雄厚的一條頂梁柱。通過本課題，讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中綜合大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決一般工程技術(shù)問題的能力；進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、創(chuàng)造性地解決實(shí)際問題的能力。12我國玩具行業(yè)的發(fā)展概況中國是全球玩具第一大生產(chǎn)國。我國玩具行業(yè)是從上世紀(jì)80年代后發(fā)展起來，70以上還是來料加工和來樣加工，自主開發(fā)和創(chuàng)新的能力不強(qiáng)，能夠以自創(chuàng)品牌出口的還為數(shù)不多，要從依附式發(fā)展轉(zhuǎn)向自主式發(fā)展還需要一定的過程。中國國內(nèi)市場的玩具質(zhì)量合格率僅為763。還面臨著嚴(yán)峻的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保需要CAD圖紙，Q咨詢414951605和歐盟貿(mào)易壁壘等難題。而且近一年來國際石油價(jià)格不斷攀升，使得塑料原料價(jià)格大幅上揚(yáng)，玩具生產(chǎn)成本增加，市場競爭加劇。東部沿海一些地區(qū)出現(xiàn)的電力供應(yīng)緊張以及勞動(dòng)力短缺問題，也制約著玩具行業(yè)發(fā)展?，F(xiàn)代玩具工業(yè)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段二戰(zhàn)后，由于塑料的出現(xiàn)，塑料玩具代替了木制玩具。70年代，電子玩具的出現(xiàn)已成為玩具的發(fā)展潮流。80年代末，兩家日本玩具商搶先推出托架玩具，行銷一時(shí)?，F(xiàn)在，世界幾家大型玩具生產(chǎn)商從傳統(tǒng)產(chǎn)品中脫穎而出，轉(zhuǎn)產(chǎn)電子游戲；為應(yīng)對(duì)多媒體的挑戰(zhàn)，搶占市場，這些公司又捷足先登，研發(fā)智能玩具。我國是世界上最大的玩具制造國和出口國，全球70的玩具是在我國境內(nèi)制造的。我國現(xiàn)有玩具企業(yè)2萬余家，從業(yè)人員超過400萬，年產(chǎn)值1000多億元，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70以上，其中,廣州的產(chǎn)值達(dá)300億元。2005年全國玩具出口額達(dá)150多億美元。廣東、江蘇、浙江、上海、山東和福建這五省一市歷來是中國玩具最重要的生產(chǎn)和出口基地，占中國玩具年銷售額的95以上，其中廣東占中國玩具年銷售額50以上，其主要生產(chǎn)基地在深圳、東莞以及澄海地區(qū)。澄海玩具禮品生產(chǎn)單位超3000家，從業(yè)人員10多萬人，2005年產(chǎn)值120億元，并以年均30的速度遞增。全區(qū)250多家企業(yè)在126個(gè)國家和地區(qū)建立營銷渠道或固定銷售網(wǎng)點(diǎn)，產(chǎn)品外銷達(dá)70以上，占全國玩具出口量的9左右。有了這些基礎(chǔ)，澄海區(qū)正積極申報(bào)建設(shè)“國家澄海玩具特色產(chǎn)業(yè)基地”。玩具制造業(yè)在我國屬于開放程度較高的行業(yè)。目前，三資企業(yè)仍占據(jù)行業(yè)的主導(dǎo)地位，取得全行業(yè)產(chǎn)品銷售收入的658和利潤總額的627。民營企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益則是行業(yè)內(nèi)最好的。國內(nèi)市場的玩具約有3萬多個(gè)品種，大部分適合4歲8歲兒童，適合嬰幼兒的玩具不多，適合成年人的玩具更少。殘障兒童玩具市場有待開發(fā)。玩具用塑料原料主要有ABS、PP、PE、PVC、POM、EVA樹脂、PA、需要CAD圖紙，Q咨詢414951605飽和聚酯、熱塑性彈性體等，在我國的用量較大，而且增長潛力巨大。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，僅2003年全國各類塑料玩具用樹脂量達(dá)到近180萬噸，銷售額已突破140億元，預(yù)計(jì)還將以每年40的速度繼續(xù)遞增。這也預(yù)示著作為制造塑料玩具的基礎(chǔ)原料也將在玩具業(yè)的推動(dòng)下進(jìn)入一個(gè)快速增長的黃金時(shí)代。13我國玩具行業(yè)的消費(fèi)現(xiàn)狀我國玩具消費(fèi)正以每年3040的速度增長，到2010年我國玩具消費(fèi)總額將超過1000億元。中國社會(huì)調(diào)查事務(wù)所日前進(jìn)行的一項(xiàng)中國玩具產(chǎn)業(yè)調(diào)查的結(jié)果顯示，中國玩具市場蘊(yùn)藏著巨大商機(jī)。中國14歲以下人口為3億多，其中的城市人口為8000萬人，構(gòu)成了龐大的玩具消費(fèi)群體。城市兒童每年人均玩具消費(fèi)額為35元，城市成年人12元。大中城市的消費(fèi)者普遍可接受的玩具價(jià)格在100元以下，一些售價(jià)在1000元以上的高檔玩具同樣有市場。在中國玩具市場，毛絨玩具和兒童車最為暢銷，模型玩具、遙控玩具和塑膠玩具的銷量持續(xù)看好。有34的城市消費(fèi)者選購電子玩具，31選擇智能型玩具，23選擇高檔毛絨、布制玩具。農(nóng)村消費(fèi)者以傳統(tǒng)的玩具類型為主，48的農(nóng)村消費(fèi)者愿意購買電動(dòng)玩具，28愿意購買拼裝玩具，24愿意購買中、低檔毛絨、布制玩具。以下玩具將成為市場新寵模型玩具、專利授權(quán)玩具電影玩具、卡通玩具等、玩偶、高科技玩具、益智玩具、互聯(lián)網(wǎng)兼容玩具，以及適合成年人休閑娛樂的成人玩具。成年男士比較喜愛電腦智力型玩具，成年女士喜歡高檔精美的裝飾性玩具，如布娃娃、毛絨娃娃、木制玩具和小動(dòng)物玩具等。中年人多會(huì)選購消遣性、輕度運(yùn)動(dòng)型玩具。老年人較喜歡各種觀賞型玩具，如小動(dòng)物玩具、玩偶等。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763414玩具行業(yè)的發(fā)展前景141傳統(tǒng)玩具向電子玩具過渡玩具智能化成為玩具行業(yè)的發(fā)展新趨勢。高科技智能化玩具不僅滿足了兒童的好奇心，加強(qiáng)了孩子和玩具的互動(dòng)，同時(shí)也激發(fā)了孩子的求知欲。玩具企業(yè)將計(jì)算機(jī)、電子、通訊等領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)“嫁接”到玩具產(chǎn)品中，突破了傳統(tǒng)玩具的局限性，賦予玩具“聽”、“說”功能，與人進(jìn)行互動(dòng)。智能化玩具的形式多樣、內(nèi)容豐富、寓知于樂，可以與孩子們進(jìn)行“情感”交流，進(jìn)而培養(yǎng)孩子良好的習(xí)慣，并在愉悅中學(xué)習(xí)、體會(huì)生活，真正達(dá)到寓教于樂的目的。而且玩具已經(jīng)不在僅是兒童的專利。據(jù)中國玩具協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，約64的成人消費(fèi)者表示有興趣購買適合自己的玩具，估計(jì)成人休閑益智玩具市場每年約值500億元人民幣。傳統(tǒng)玩具的市場日趨下滑，益智類、成人類玩具的出口已不斷呈現(xiàn)增長趨勢。142提高玩具附加值勢在必行近年來，國際油價(jià)持續(xù)攀高，與石油相關(guān)的原材料價(jià)格亦隨之上揚(yáng)，塑料價(jià)格較年前上漲3040。而一件玩具中，塑料成本大概占據(jù)總成本的6070，這大大增加了塑料玩具的生產(chǎn)成本。這就要求生產(chǎn)企業(yè)必須跨越原料價(jià)格高漲、貿(mào)易壁壘和3C認(rèn)證等重重障礙。有人認(rèn)為，國內(nèi)玩具企業(yè)面臨著如此多的困難，制約其發(fā)展的主要因素可以歸結(jié)為質(zhì)量不高和技術(shù)含量低。據(jù)此，我們不難找到解決難題的路徑研發(fā)符合安全和環(huán)保要求的產(chǎn)品；利用科技創(chuàng)新，提高產(chǎn)品附加值，并向高檔化邁進(jìn)。15方案分析及設(shè)計(jì)要求本文所討論玩具遙控車系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型近似于汽車，因此稱為玩具遙控車，它的組態(tài)由玩具遙控車在工作環(huán)境中的位態(tài)確定。它作為一種小型玩具遙控車，需要CAD圖紙，Q咨詢414951605一種非線性控制系統(tǒng)。為了能發(fā)揮將來加載到這種玩具遙控車上的功能，因而對(duì)小車性能作了要求。作為主要用于娛樂的玩具遙控車長度不宜超過1000MM，高度要控制在玩具遙控車平衡穩(wěn)定運(yùn)作的范圍內(nèi)。因此，車體在保證穩(wěn)定的情況下做的盡量小，各部件排列方式應(yīng)盡量減小縱向尺寸，使車體緊湊。內(nèi)置于其中的電路板和電池的尺寸也要受到限制。設(shè)計(jì)電路是要盡量選用功能大，集成度高的芯片，而電池要選用體積小并且耐用的型號(hào)。因此，本課題控制器設(shè)計(jì)選用SPCE061A系列單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)控制電路的架構(gòu)，并且減少外圍邏輯電路，使板面布局緊湊。車體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是影響系統(tǒng)性能，決定玩具遙控車性能達(dá)標(biāo)的重要因素。因此，在軟硬件選型時(shí)，滿足快速性、準(zhǔn)確性要求是考慮的第一要素之一。要求機(jī)構(gòu)能夠具有更大的靈活性與柔性，能夠具有更大的跨越障礙的能力。最好采用減震設(shè)計(jì)，它有利于保護(hù)玩具遙控車各組成部件，特別是電器元件。我們?cè)O(shè)計(jì)的玩具遙控車所處的環(huán)境所受的強(qiáng)磁干擾要小得多，但是要達(dá)到系統(tǒng)運(yùn)作實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確，某些干擾就顯得較為明顯首先，玩具遙控車體積很小，電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，處理器系統(tǒng)，無線模塊同處于很小的空間，這幾部分之間的相互干擾，特別是電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)處理器的干擾，無線模塊對(duì)處理器的干擾以及無線通訊所特有的噪聲干擾都不容忽視。本課題中，分別采用了硬件抗干擾設(shè)計(jì)和軟件抗干擾設(shè)計(jì)。其次，玩具遙控車工作環(huán)境周圍的電器將對(duì)其產(chǎn)生影響。16本課題主要研究內(nèi)容課題主要完成玩具遙控車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇，驅(qū)動(dòng)芯片的選擇及程序的編制，驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)。1機(jī)械結(jié)構(gòu)部分包括玩具遙控車構(gòu)成方案選擇、玩具遙控車本體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976362針對(duì)設(shè)計(jì)要求結(jié)合所選用的電機(jī)，設(shè)計(jì)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)模塊，并討論系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性問題。需要CAD圖紙，Q咨詢4149516052章玩具遙控車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21玩具遙控車運(yùn)動(dòng)方式的選擇玩具遙控車運(yùn)動(dòng)方式歸納起來基本有三種輪子方式、履帶方式和腿足方式。為了得到我們?cè)O(shè)計(jì)需要最合適的方式，我們對(duì)以上三種方式做了簡單的比較如下表212文獻(xiàn)表21運(yùn)動(dòng)方式的比較考慮因素驅(qū)動(dòng)方式適應(yīng)的環(huán)境驅(qū)動(dòng)方面的考慮機(jī)構(gòu)方面的考慮輪子方式適于室內(nèi)、硬路面等平整地面，特別不適合松軟或崎嶇地面。驅(qū)動(dòng)方式簡單多樣，力矩相對(duì)較小主要有兩輪驅(qū)動(dòng)兼轉(zhuǎn)向加隨動(dòng)輪；兩輪差動(dòng)加輔助輪；驅(qū)動(dòng)輪加轉(zhuǎn)向輪。機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡單，相互約束條件少，穩(wěn)定性較好，輪子安裝需要一定精度要求。履帶方式適應(yīng)環(huán)境最廣泛，特別是崎嶇不平地和濕洼地形。驅(qū)動(dòng)方式單一，力矩較大，使用兩側(cè)輪差動(dòng)，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向，不需要輔助輪。機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)較輪子復(fù)雜，需要履帶的張緊設(shè)計(jì)，支撐面積大，穩(wěn)定性好。腿足方式適應(yīng)范圍較廣，適應(yīng)地形受其步態(tài)影響，不適合崎嶇山路。驅(qū)動(dòng)復(fù)雜，對(duì)平衡和穩(wěn)定要求極高，自由度越多，驅(qū)動(dòng)控制部分越多。有較多的運(yùn)動(dòng)部件和關(guān)節(jié)，要求較高的加工和裝配等級(jí)，對(duì)材料性能要求較高。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605過對(duì)以上方式的比較，我們選用輪子方式做為玩具遙控車運(yùn)動(dòng)方式，它符合我們的設(shè)計(jì)要求適應(yīng)室內(nèi)活動(dòng)環(huán)境；需要?jiǎng)恿^??；能量消耗少；結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡單可靠。22玩具遙控車驅(qū)動(dòng)方案的選擇玩具遙控車的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖21，圖22，圖23。5文獻(xiàn)圖21驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖22前輪驅(qū)動(dòng)兼轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)圖23后輪驅(qū)動(dòng)，前輪轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)如圖21，采用兩輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)輪分別由兩套直流伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，提供需要的轉(zhuǎn)速或者力矩前輪為萬向輪，可任意移動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)需要CAD圖紙，Q咨詢414951605單輕便，控制性好，運(yùn)動(dòng)靈活轉(zhuǎn)彎半徑小。缺點(diǎn)承載能力低，對(duì)地面環(huán)境的要求高。圖22中的玩具遙控車，稱為前輪驅(qū)動(dòng)玩具遙控車，后輪為輔助輪，方向不變，前輪為驅(qū)動(dòng)輪兼轉(zhuǎn)向輪，兩輪驅(qū)動(dòng)速度相同，轉(zhuǎn)向速度一致。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，穩(wěn)定性好。缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制難度高。我們根據(jù)設(shè)計(jì)需要和實(shí)現(xiàn)的難易程度選擇了圖23中的玩具遙控車，我們稱之為后輪驅(qū)動(dòng)玩具遙控車，它是一種典型的非完整約束的玩具遙控車模型。后輪為驅(qū)動(dòng)論方向不變，提供前進(jìn)驅(qū)動(dòng)力，兩輪驅(qū)動(dòng)速度相同；前輪為轉(zhuǎn)向輪，稱為舵輪，通過轉(zhuǎn)向系統(tǒng)同步控制兩輪轉(zhuǎn)向，使玩具遙控車按照要求的方向移動(dòng)。移動(dòng)機(jī)構(gòu)又主要分三個(gè)輪、四個(gè)輪，三輪支撐理論上是穩(wěn)定的。然而，這種裝置很容易在施加到單獨(dú)輪的左右兩側(cè)力F作用下翻倒，因此對(duì)負(fù)載有一定限制。我們?yōu)樘岣叻€(wěn)定性和承載能力，決定選用四輪機(jī)構(gòu)，后輪為兩驅(qū)動(dòng)輪，兩個(gè)轉(zhuǎn)向輪為前輪。這種結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、穩(wěn)定以及跟蹤等控制任務(wù)，可適應(yīng)復(fù)雜的地形，承載能力強(qiáng)，但是軌跡規(guī)劃及控制相對(duì)復(fù)雜。23玩具遙控車驅(qū)動(dòng)輪組成后輪驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖24所示需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763101變速箱底座；2變速箱蓋；3軸承；4齒輪；5齒輪；6齒輪；7電動(dòng)機(jī)；8中間軸；9輪轂；10輪胎圖24驅(qū)動(dòng)輪機(jī)械傳動(dòng)示意圖根據(jù)上面所確定的方案，玩具遙控車后輪驅(qū)動(dòng)裝置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)，減速裝置，車輪及輪轂組成。231驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇目前在玩具遙控車的運(yùn)動(dòng)控制中較為常用的電機(jī)有直流電機(jī)和交流電機(jī)，對(duì)它們的特性、工作原理與控制方式有分類介紹，下面總結(jié)如表22所示一般玩具遙控車用電機(jī)的基本性能要求；1啟動(dòng)、停止和反向均能連續(xù)有效的進(jìn)行，具有良好的響應(yīng)特性；2正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)時(shí)的特性相同，且運(yùn)行特性穩(wěn)定；3良好的抗干擾能力，對(duì)輸出來說，體積小、重量輕；4維修容易，不用保養(yǎng)。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976311驅(qū)動(dòng)輪為兩后輪，要求控制性好且精度高，能耗要低，輸出轉(zhuǎn)矩大，有一定過載能力，而且穩(wěn)定性好。通過比較以上電機(jī)的特性、工作原理、控制方式以及玩具遙控車的移動(dòng)性能要求、自身重量、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)特點(diǎn)等因素，所以我們決定選用直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)以其良好的線性調(diào)速特性、簡單的控制性能、較高的效率、優(yōu)異的動(dòng)態(tài)特性，一直占據(jù)著調(diào)速控制的統(tǒng)治地位。雖然近年不斷受表22不同電機(jī)的特性、工作原理與控制方式電機(jī)類型主要特點(diǎn)構(gòu)造與工作原理控制方式直流電機(jī)接通直流電即可工作，控制簡單；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩容易控制，效率高；需要定時(shí)維護(hù)和更換電刷，使用壽命短，噪聲大。由永磁體定子，線圈轉(zhuǎn)子，電刷和換向器構(gòu)成。通過電刷和換向器使電流方向隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)角度而變化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)控制采用電壓控制方式，兩者成正比。轉(zhuǎn)矩控制采用電流控制方式，兩者也成正比。交流電機(jī)沒有電刷和換向器，無須維修；驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，價(jià)格高。按結(jié)構(gòu)分為同步和異步。無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)與同步電機(jī)相同，特性與支流電機(jī)相同。分為電壓控制和頻率控制兩種方式。異步電機(jī)常采用電壓控制。到其他電動(dòng)機(jī)如交流變頻電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等的挑戰(zhàn)，但直流電動(dòng)機(jī)仍然是許多調(diào)速控制電動(dòng)機(jī)的最優(yōu)選擇，在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976312所需電機(jī)的功率計(jì)算玩具遙控車小車的受力簡圖如圖25所示玩具遙控車所需的牽引力WFAF式中玩具遙控車移動(dòng)需要的牽引力AFSINMG式中自身重力而產(chǎn)生的阻力WCOSFF式中玩具遙控車移動(dòng)所受摩擦力F圖25玩具遙控車小車的受力簡圖則有COSSINMGFA式中摩擦系數(shù)式中最大爬坡角度（據(jù)課題要求可以按0計(jì)算）則玩具遙控車在水平面上運(yùn)動(dòng)的功率為WVFPA615890315需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976313傳動(dòng)裝置的總效率2BG按照中表211確定的個(gè)部分效率有齒輪傳動(dòng)效率14文獻(xiàn)；滑動(dòng)軸承效率970G970B代入得到8902所需直流電機(jī)的最小功率WPW69701通過以上的比較和計(jì)算，我們決定選用廣東德昌微電機(jī)公司生產(chǎn)的SRC5553250型直流電動(dòng)機(jī)其外觀如圖26所示，尺寸如圖27所示，技術(shù)參數(shù)如表23所示圖26電動(dòng)機(jī)其外觀如圖需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976314圖27直流電機(jī)尺寸圖表23直流電機(jī)技術(shù)參數(shù)表空載最大效率下制動(dòng)轉(zhuǎn)速電流轉(zhuǎn)速電流力矩功率力矩功率型號(hào)額定電壓R/MINAR/MINAGCMWGCMWSRC555325012VCONSTANT610002453001492291241650920232減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核直流電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速較高，一般不能直接接到車輪軸上，需要減速機(jī)構(gòu)來降速，同時(shí)也提高了轉(zhuǎn)距。減速裝置的形式多種多樣，選擇一種合適的減速裝置對(duì)玩具遙控車的性能有著相當(dāng)重要的作用。2321減速形式的選擇驅(qū)動(dòng)輪機(jī)械傳動(dòng)形式有多種，主要分為鏈條傳動(dòng)；皮帶傳動(dòng)；蝸桿傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)等。1鏈條傳動(dòng)需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976315優(yōu)點(diǎn)是工況相同時(shí)，傳動(dòng)尺寸緊湊；沒有滑動(dòng)；不需要很大的張緊力，作用在軸上的載荷?。恍矢?；能在惡劣的環(huán)境中使用。缺點(diǎn)瞬時(shí)速度不均勻，高速運(yùn)轉(zhuǎn)是傳動(dòng)不平穩(wěn)；不易在載荷變化大和急促反向的傳動(dòng)中使用；工作噪音大。2皮帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)是能緩和沖擊；運(yùn)行平穩(wěn)無噪音；制造和安裝精度要求低；過載時(shí)能打滑，防止其他零件的損壞。缺點(diǎn)有彈性滑動(dòng)和打滑，效率低不能保證準(zhǔn)確的傳動(dòng)比；軸上載荷大；壽命低。3蝸桿傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)結(jié)構(gòu)緊湊；工作平穩(wěn)；無噪聲；沖擊震動(dòng)??；能得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比。缺點(diǎn)是傳動(dòng)比相同下效率比齒輪低；需要用貴重的減磨材料制造。4齒輪傳動(dòng)工作可靠，使用壽命長；易于維護(hù)；瞬時(shí)傳動(dòng)比為常數(shù)；傳動(dòng)效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度使用范圍很廣。缺點(diǎn)是制造復(fù)雜成本高；不宜用于軸間距的傳動(dòng)。比較以上傳動(dòng)形式，結(jié)合本設(shè)計(jì)中玩具遙控車的要求輸出轉(zhuǎn)矩大傳動(dòng)效率高噪音小等條件，我們采用兩級(jí)齒輪傳動(dòng)，減速比為15。電機(jī)軸直接作為輸入軸安裝主動(dòng)齒輪，不是用聯(lián)軸器，既提高了精度又減輕了重量。輪轂和齒輪3安裝在同一根軸上，他們轉(zhuǎn)速相同。齒輪類型為漸開線直齒齒輪，聯(lián)軸器相聯(lián)，齒輪與車輪裝在同一個(gè)軸上，它們的轉(zhuǎn)速相同。齒輪參數(shù)如下第一級(jí)減速,M3,MM,MM,31I10Z3D302Z92D第二級(jí)減速,M3,MM,MM,5351需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763162322齒輪傳動(dòng)的計(jì)算與校核設(shè)計(jì)中第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的齒輪強(qiáng)度計(jì)算與校核，如下1齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算（1）初步計(jì)算轉(zhuǎn)矩T8651024590596161NPMN8齒數(shù)D接觸疲勞極限LIH由表1213，取2文獻(xiàn)60D由表173文獻(xiàn)60DMPAH251LIMLI初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力H25901LIM1H2LI2MPA51H92值DA由，取3文獻(xiàn)0D初步計(jì)算小齒輪直徑1需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976317MUTADHD1823519608323211取251M初步齒寬B25601D5（2）校核計(jì)算圓周速度93610652106NDSM93精度等級(jí)由表1262文獻(xiàn)選6級(jí)精度齒數(shù)Z和模數(shù)M初取齒數(shù)；103012IZ31ZD由表123，?。ㄟ@里往大或往小取均可，視驗(yàn)算結(jié)果而定。2文獻(xiàn)M）則1031DZ12IM需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或13041397631810Z32使用系數(shù)AK由表129文獻(xiàn)51A動(dòng)載系數(shù)V由表1292文獻(xiàn)1VK齒間載荷分配系數(shù)HK由表1210，先求9文獻(xiàn)NDTFT2645821MBKTA/30MNBFKTA1037985412623COS12812Z90354Z由此得2112ZKH5130Z2H齒向載荷分布系數(shù)HK由表1211文獻(xiàn)需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763191031507610922321BCDBKH3H載荷系數(shù)K8513215HVAK彈性系數(shù)EZ由表12122文獻(xiàn)MPAE456節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)HZ由圖1216文獻(xiàn)52HZ接觸最小安全系數(shù)MINHS由表1214文獻(xiàn)051MINHS總工作時(shí)間HT6023HT60應(yīng)力循環(huán)次數(shù)LN由表1215，估計(jì)，則指數(shù)2文獻(xiàn)9710LN78M需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763206787878178MAXAX11037302502060NIHIIHMINIHIVLTTTTN原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確。661210723INL61072L接觸壽命系數(shù)NZ由圖1218文獻(xiàn)51NZ2許用接觸應(yīng)力H0512MIN1L1NHSZIN2L2MPAH132需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976321231510342810546UBDKTZHE計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度教為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。否則，尺寸調(diào)整后還應(yīng)在進(jìn)行驗(yàn)算。MPAPAHH132322齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)Y740521072504齒間載荷分配系數(shù)FK由表1210，2文獻(xiàn)351740Y351FK齒向載荷分布系數(shù)FK483250HB由圖1214文獻(xiàn)61FK載荷系數(shù)89361521FVA齒形系數(shù)AY需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976322由圖12212文獻(xiàn)751FAY432應(yīng)力修正系數(shù)SAY由圖1222文獻(xiàn)381SAY42彎曲疲勞極限LIMF由圖1223C文獻(xiàn)MPAF81LIM2LI彎曲最小安全系數(shù)MINFS由表1214文獻(xiàn)251MINFS應(yīng)力循環(huán)次數(shù)LN由表1215，估計(jì)，則指數(shù)文獻(xiàn)106103LN94M794949141914MAXAX110330250206606NIHIIHMINIHIVLTTTT需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976323原估計(jì)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)正確77121033INL71023L彎曲壽命系數(shù)NY由圖1224文獻(xiàn)521NY尺寸系數(shù)X由圖12252文獻(xiàn)01XY許用彎曲應(yīng)力F16258MIN1L1XNFSYIN2L2FMPAF162驗(yàn)算05274381523104892111YMBDKTSAFF90122SAFFY需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976324傳動(dòng)無嚴(yán)重過載，故不做靜強(qiáng)度校核11052FFMPA2第二級(jí)嚙合齒輪、的計(jì)算校核也采用以上步驟，通過計(jì)算知強(qiáng)度均3Z4符合要求。233變速箱體及后減震變速箱體要求在保證足夠剛度的條件下，應(yīng)盡量減輕車架的重量，以提高有效承載重量。其次，變速箱體應(yīng)保證其它元件安裝上以后，能達(dá)到平衡、對(duì)稱和同軸。材料為ABS，厚度為6MM，軸承盒集成在箱體上，降低了制造難度。為保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)免受震動(dòng)的損傷，和提高躍障能力，在變速箱與前車體間加一減震彈簧。它不但能緩沖震動(dòng)，而且當(dāng)玩具遙控車遇到低于100MM的幛礙物，或者高低不平的路面時(shí)不至于被架空234驅(qū)動(dòng)車輪及輪轂本設(shè)計(jì)中可選用玩具遙控車的運(yùn)動(dòng)方式為輪子方式，輪子方式可以提供多種排列方式，從而滿足不同情況需要，而且轉(zhuǎn)向容易，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的精確控制，機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)簡單。所以我們考慮到所設(shè)計(jì)玩具遙控車的工作環(huán)境和控制要求，我們選用了四輪方式。選擇車輪需要考慮多種因素有玩具遙控車的尺寸、重量、地形狀況、電機(jī)功率等。車重加負(fù)載重量為2KG45KG,所以用質(zhì)地堅(jiān)硬且易于加工的聚苯乙烯作輪轂，采用不充氣的中空橡膠輪胎，其優(yōu)點(diǎn)在于不僅重量小而且橡膠與地面的附著系數(shù)大，保證了足夠的驅(qū)動(dòng)能力。其中輪胎直徑D300MM,則車輪轉(zhuǎn)一圈移動(dòng)的為MDS942031需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976325車輪最大轉(zhuǎn)速為電機(jī)轉(zhuǎn)速/傳動(dòng)比MIN35101RI則玩具遙控車的最大線速度為SMS5I8294201玩具遙控車小車的受力簡圖如圖213玩具遙控車所需的牽引力WFAF式中玩具遙控車移動(dòng)需要的牽引力AFSINMG式中自身重力而產(chǎn)生的阻力WCOSFF式中玩具遙控車移動(dòng)所受摩擦力F則有SSINMGA式中摩擦系數(shù)；式中最大爬坡角度。則玩具遙控車在水平面上的功率為WVFPA4725893150其最大加速度為21/SMMA（其中的計(jì)算在231中作了介紹）AF需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976326圖28玩具遙控車小車的受力簡圖24玩具遙控車轉(zhuǎn)向輪組成轉(zhuǎn)向輪起支撐和轉(zhuǎn)向作用，不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力矩。在小車轉(zhuǎn)向時(shí)它可以以一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)。主要機(jī)械組成結(jié)構(gòu)如圖291前減震彈簧；2轉(zhuǎn)向連桿；3拉桿；4拉緊彈簧；5撥叉；6電機(jī)；7前車體蓋；8轉(zhuǎn)向節(jié)；9前輪軸；10前輪轂；11輪胎；12電池盒蓋；13后減震彈簧；14連接軸；15變速箱需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976327圖29轉(zhuǎn)向裝置結(jié)構(gòu)圖玩具遙控車前輪裝置由以下幾部分構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電機(jī)，蓄電池和充電部分，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和前減震機(jī)構(gòu)，前車體和電池箱及輪胎和輪轂五部分。如上圖215所示。241驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇轉(zhuǎn)向輪的電機(jī)通過對(duì)表21不同電機(jī)的特性、工作原理與控制方式的分析比較，為了滿足轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)精度高，控制性能強(qiáng)，并且控制簡單容易實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，我們決定選用電機(jī)作為轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移或線位移的機(jī)電元件。對(duì)這種電機(jī)施加一個(gè)電脈沖后，其轉(zhuǎn)軸就轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，稱為一步脈沖數(shù)增加，角位移或線位移就隨之增加，脈沖頻率高，則電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度就高，反之就低分配脈沖的相序改變后，電機(jī)的轉(zhuǎn)向則隨之而變。電機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和通常勻速旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)有一定的差別，它是步進(jìn)形式的運(yùn)動(dòng)，故也稱其為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。電機(jī)的主要指標(biāo)有相數(shù)產(chǎn)生不同對(duì)極N,S磁場的激磁線圈對(duì)數(shù)。常用M表示。拍數(shù)完成一個(gè)磁場周期性變化所需脈沖數(shù)或?qū)щ姞顟B(tài)用N表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)以四相電機(jī)為例，有四相四拍運(yùn)行方式即ABBCCDDAAB,八拍運(yùn)行方式即AABBBCCCDDDAA。步距角對(duì)應(yīng)一個(gè)脈沖信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角位移用表示。360度轉(zhuǎn)子齒數(shù)J運(yùn)行拍數(shù)，以常規(guī)二、四相，轉(zhuǎn)子齒為50齒電機(jī)為例。四拍運(yùn)行時(shí)步距角為360/50418俗稱整步，八拍運(yùn)行時(shí)步距角為360/50809俗稱半步。定位轉(zhuǎn)矩電機(jī)在不通電狀態(tài)下，電機(jī)轉(zhuǎn)子自身的鎖定力矩由磁場齒形的諧波以及機(jī)械誤差造成的靜轉(zhuǎn)矩電機(jī)在額定靜態(tài)電作用下，電機(jī)不作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)軸的鎖需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976328定力矩。此力矩是衡量電機(jī)體積幾何尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，與驅(qū)動(dòng)電壓及驅(qū)動(dòng)電源等無關(guān)。雖然靜轉(zhuǎn)矩與電磁激磁匝數(shù)成正比，與定齒轉(zhuǎn)子間的氣隙有關(guān)，但過分采用減小氣隙，增加激磁安匝來提高靜力矩是不可取的，這樣會(huì)造成電機(jī)的發(fā)熱及機(jī)械噪音。步距角精度電機(jī)每轉(zhuǎn)過一個(gè)步距角的實(shí)際值與理論值的誤差。用百分比表示（誤差/步距角）100。不同運(yùn)行拍數(shù)其值不同，四拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在5之內(nèi)，八拍運(yùn)行時(shí)應(yīng)在15以內(nèi)。失步電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的步數(shù)，不等于理論上的步數(shù)。稱之為失步。失調(diào)角轉(zhuǎn)子齒軸線偏移定子齒軸線的角度，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)必存在失調(diào)角，由失調(diào)角產(chǎn)生的誤差，采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)是不能解決的。最大空載起動(dòng)頻率電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式、電壓及額定電流下，在不加負(fù)載的情況下，能夠直接起動(dòng)的最大頻率。最大空載的運(yùn)行頻率電機(jī)在某種驅(qū)動(dòng)形式，電壓及額定電流下，電機(jī)不帶負(fù)載的最高轉(zhuǎn)速頻率。運(yùn)行矩頻特性電機(jī)在某種測試條件下測得運(yùn)行中輸出力矩與頻率關(guān)系的曲線稱為運(yùn)行矩頻特性，這是電機(jī)諸多動(dòng)態(tài)曲線中最重要的，也是電機(jī)選擇的根本依據(jù)。電機(jī)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，歸納起來主要有1步距值不受各種干擾因素的影響。簡而言之，轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的速度主要取決于脈沖信號(hào)的頻率，而轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)的總位移量取決于總的脈沖個(gè)數(shù)。2位移與輸入脈沖信號(hào)相對(duì)應(yīng)，步距誤差不長期積累。因此可以組成結(jié)構(gòu)較為簡單而又具有一定精度的開環(huán)控制系統(tǒng)，也可以在要求更高精度時(shí)組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。3可以用數(shù)字信號(hào)直接進(jìn)行開環(huán)控制，整個(gè)結(jié)構(gòu)簡單廉價(jià)。4無刷，電動(dòng)機(jī)本體部件少，可靠性高。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或1304139763295控制性能好。起動(dòng)、停車、反轉(zhuǎn)及其他運(yùn)行方式的改變，都在脈沖內(nèi)完成，在一定的頻率范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)，任何運(yùn)行方式都不會(huì)丟步。6停止時(shí)有自鎖能力。7步距角選擇范圍大，可在幾角分至大范圍內(nèi)選擇。在小范圍情況180下，通?？梢栽诔退傧赂咿D(zhuǎn)距穩(wěn)定的運(yùn)行通過比較各種指標(biāo)和參數(shù)后，我們決定選用常州豐源公司生產(chǎn)的35BYHJ03減速電機(jī)，自帶251的減速器。參數(shù)如表26所示表26電機(jī)參數(shù)步距角（，相數(shù)電壓U,V電流I,MA電阻R,減速比空載運(yùn)行頻率F,PPS空載啟動(dòng)頻率F,PPS起動(dòng)轉(zhuǎn)距T,（GCM）鎖定轉(zhuǎn)距T,（GCM）75/25412255471/255506807501400242傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及前減震機(jī)構(gòu)在本課題中我們?yōu)榱说玫椒€(wěn)定和承載能力強(qiáng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，我們采用了兩前置轉(zhuǎn)向輪，轉(zhuǎn)向輪不作為驅(qū)動(dòng)輪，只提供支撐和轉(zhuǎn)向作用。結(jié)構(gòu)形式模仿普通機(jī)動(dòng)車的一些結(jié)構(gòu)，電機(jī)變速箱輸出軸連接撥叉，撥叉撥動(dòng)左右轉(zhuǎn)向節(jié)連桿來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。為了消除傳動(dòng)間隙和電機(jī)反轉(zhuǎn)死區(qū)，我們?cè)跈C(jī)構(gòu)中加裝了兩個(gè)拉緊桿和一條拉緊彈簧，很大程度上消除了誤差。轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力簡圖如圖210為保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)免受震動(dòng)的損傷，提高玩具遙控車在不平地面上的行走能力，在每個(gè)轉(zhuǎn)向節(jié)軸上加裝減震彈簧。它不但能緩沖震動(dòng)，而且防止在特殊情況下玩具遙控車被架空。它與后減震配合工作效果更加明顯，工作原理與后減震類似。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976330圖210傳動(dòng)機(jī)構(gòu)受力簡圖243前車體及電池箱前車體是轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)零件的載體，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要求精度也高實(shí)物模型圖如圖。特別是轉(zhuǎn)向節(jié)安放孔和電機(jī)支撐座等，要求同軸度和垂直度高，因此為了提高裝配精度，車體蓋和車體配合的螺栓孔采用了卯榫式設(shè)計(jì)（其結(jié)構(gòu)見圖紙裝配圖1），保證了裝配的精度。為簡化制造工序，提高車體的緊湊程度和牢固程度，將電池盒設(shè)計(jì)到前車體后部，并且盡量降低電池盒與地面間距，以降低玩具遙控車的重心高度。為了保證運(yùn)行時(shí)電池在和內(nèi)的牢靠程度和降低噪聲，電池盒蓋內(nèi)側(cè)附貼一薄層海綿（結(jié)構(gòu)見圖紙裝配圖1）控制電路容易受到電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路的影響，因此我們將控制電路板與驅(qū)動(dòng)板并列排列。244轉(zhuǎn)向輪胎和輪轂前輪輪胎采用和后輪相同的結(jié)構(gòu)和材料，輪轂的軸孔與軸相對(duì)滑動(dòng)，所以要求較后輪精度高機(jī)。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或13041397633125玩具遙控車受力分析及如何保證加速度最優(yōu)本設(shè)計(jì)中玩具遙控車采用四輪支撐，即兩后輪（驅(qū)動(dòng)輪）和兩前輪（轉(zhuǎn)向輪）。為了增加車輪和地面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，每個(gè)車輪的輪胎材料均為橡膠。滑動(dòng)軸承和輪轂采用了具有自潤滑能力的塑料，摩擦力很小，可以忽略不計(jì)。采用這些結(jié)構(gòu)，使小車具有一很好的運(yùn)動(dòng)性能。玩具遙控車小車受力如圖211所示有如下關(guān)系滑動(dòng)摩擦力GRNF支撐反力GGAM水平方向受力FR以上關(guān)系可推出加速度MNGA從上式可以看出，由于小車質(zhì)量M一定，若想增加加速度只有增加摩擦系數(shù)和減少支撐力N。由于玩具遙控車活動(dòng)場所在室內(nèi)需要頻繁的更換速需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976332圖211小車受力圖度，只有加速度大一些時(shí)，才能滿足足球玩具遙控車快速性、實(shí)時(shí)性要求。在摩擦系數(shù)一定時(shí)，只有盡量減少支撐力N，加速度才能達(dá)到最大，這直接關(guān)系到小車重心的位置。小車的電池和后加負(fù)載是小車中比重較大者，在放置是應(yīng)該盡量靠近后輪，這樣支撐力N就會(huì)減小，加速度在啟動(dòng)時(shí)就能保持盡量大。通過計(jì)算玩具遙控車通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證最優(yōu)加速度為392M/S左右。26系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)質(zhì)量的高低主要表現(xiàn)在技術(shù)性能、可靠性、適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面，其中技術(shù)性和可靠性是最重要的方面。但在系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)工作中，往往特別強(qiáng)調(diào)其技術(shù)性能指標(biāo)而忽視了它的可靠性。而由于可靠性設(shè)計(jì)的不周密，在偶然囚素或意外事件的作用下，系統(tǒng)便不能正常工作，從而可能造成災(zāi)難性的后果，系統(tǒng)的可靠性保證有賴十完善的可靠性設(shè)計(jì)、嚴(yán)格的部件制作、規(guī)范的設(shè)備安裝調(diào)試、正確的操作使用和經(jīng)常性的維護(hù)。本運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮了可靠性這一指標(biāo)，主要體現(xiàn)在以下兒個(gè)方面1屏蔽技術(shù)本系統(tǒng)中，直流電機(jī)、驅(qū)動(dòng)部件、甚至是微控制器使用的振蕩器，都是電磁干擾的噪聲源。當(dāng)距離較近時(shí)，電磁波會(huì)通過分布電容和電感藕合到信號(hào)回路而形成電磁干擾當(dāng)距離較遠(yuǎn)時(shí)，電磁波則以輻射形式構(gòu)成干擾。針對(duì)上幾述情況，主要要通選用高導(dǎo)磁材料做成屏蔽體，使電磁波經(jīng)屏蔽體壁的低磁阻磁路快速衰減，以降低干擾。2地線的處理理解產(chǎn)生地線噪聲的機(jī)制對(duì)于減小地線干擾至關(guān)重要，所有地線都有阻抗，和所有電路一樣，電流必須流回其源點(diǎn)，電流通過地線卜的有效陰_抗將產(chǎn)生需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976333一個(gè)電壓降，這些電壓降就是地線干擾的原因。正確接地是控制系統(tǒng)抑制干擾所必須注意的重要問題，在設(shè)計(jì)中若能把接地和屏蔽正確的結(jié)合，可很好地消除外界丁擾的影響。接地設(shè)計(jì)的基本目的是消除各電路電流流經(jīng)公共地線時(shí)所產(chǎn)生的噪聲電壓，以及免受電磁場和地位差的影響，即使其不能形成地環(huán)路。3抑制自感電動(dòng)勢干擾在本系統(tǒng)中，使用了電動(dòng)機(jī)這種具有較大電感量的器件。當(dāng)電感回路的電流被切斷時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的反電勢而形成噪聲干擾。這種噪聲不但能產(chǎn)生電磁場干擾其它回路，甚至還有可能擊穿電路中的晶體管之類的器件。對(duì)此在線圈兩端并聯(lián)了二極管來抑制反向自感電勢的干擾。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976334第3章玩具遙控車驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)31玩具遙控車驅(qū)動(dòng)組成玩具遙控車驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)主要包括步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)的控制。其中包括各驅(qū)動(dòng)芯片的選擇，驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)以及程序的編制。32轉(zhuǎn)向電機(jī)控制轉(zhuǎn)向電動(dòng)機(jī)控制主要實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。以滿足玩具遙控車能夠?qū)崿F(xiàn)左右轉(zhuǎn)彎。321電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的選擇電機(jī)的功率驅(qū)動(dòng)芯片我們選擇SGS公司的L298。L298功率集成電路采用SGS公司特有的MULTIWATT塑料封裝，15個(gè)引腳，可用螺釘固定在散熱器上。L298內(nèi)含的功率輸出器件設(shè)計(jì)制作在一塊石英基片上，由于制作工藝的同一性，因而具有分立元件組合電路不可比擬的性能參數(shù)一致性，工作穩(wěn)定。L298是雙H橋高電壓大電流功率集成電路，它接受標(biāo)準(zhǔn)TIL邏輯信號(hào)，可以用來驅(qū)動(dòng)繼電器、線圈、直流電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等電感性負(fù)載。兩個(gè)H橋能夠使其接受或不接受輸入信號(hào)。它的每個(gè)H橋的下側(cè)臂晶體管發(fā)射極連在一起，相應(yīng)外接電流檢測電阻。L298的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖31所示需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976335圖31L298內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖L298各引腳特性如下CURRENTSENSINGA和CURRENTSENSINGB（引腳1和引腳15）用來連接電流檢測電阻；LOGICSUPPLYVOLTAGEVSS（引腳9）接邏輯控制部分的電源，常用5V；SUPPLYVOLTAGEVS（引腳4）為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源；INPUT1，INPUT2，INPUT3，INPUT4（引腳5，7，10，12）輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，用來控制H橋的開與關(guān)；ENABLEA和ENABLEB（引腳6和引腳11）為使能控制端，當(dāng)為低電平時(shí)，L298不工作；OUTPUT1，OUTPUT2，OUTPUT3和OUTPUT4（引腳2，3，13，14）為輸出，控制電機(jī)GND（引腳8）則為接地腳。L298的封裝及各管腳如圖32所示需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976336圖32L298的封裝圖322電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中將電機(jī)采用L297/L298實(shí)現(xiàn)環(huán)行分配器與功率放大器的功能。L297是電機(jī)控制集成芯片（包括環(huán)形分配器），采用模擬/數(shù)字電路兼容的IL工藝，20腳DIP塑料封裝，常以5V供電，全部信號(hào)線是TTL/CMOS兼2容。L297四相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，應(yīng)用于微處理機(jī)控制兩相雙極性和四相單極性電機(jī)。電動(dòng)機(jī)可由半階梯、正常和斬波驅(qū)動(dòng)模式驅(qū)動(dòng)，同時(shí)設(shè)于晶片內(nèi)的PWM斬波線路容許以開關(guān)形式控制線路的電流。此器件只需要時(shí)鐘、方向和模式輸入信號(hào)。相位是由內(nèi)部產(chǎn)生的，因此可減輕微處理機(jī)和程序設(shè)計(jì)的負(fù)擔(dān)。單片機(jī)、L297、L298構(gòu)成步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器電路，單片機(jī)發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)、正反轉(zhuǎn)信號(hào)、工作模擬信號(hào)、復(fù)位信號(hào)、使能輸入信號(hào)及控制信號(hào)。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976337圖33電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路L297的引腳（17）控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向，取1和取0時(shí)的轉(zhuǎn)向CW/相反，（18）為步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入端，在每一個(gè)脈沖的下降沿，電機(jī)CLOK產(chǎn)生一步步進(jìn)。（19）為半步或基本步矩模式設(shè)置，為1時(shí)是半FULHA/步模式，為0時(shí)是基本步距。取低電平，當(dāng)脈沖分配器工作于奇L/數(shù)狀態(tài)，則為兩相激勵(lì)方式；當(dāng)工作于偶數(shù)狀態(tài)，則為單相激勵(lì)方式。（11）斬波控制，當(dāng)為0時(shí)控制（5）和（8）；當(dāng)為1時(shí)CONTRL1INT2I控制。（10）使能輸入，當(dāng)為0時(shí)，、ABDENTAB和（4，6，7和9）都為0。（20）是異步復(fù)位信號(hào)，其作用是將RES環(huán)行脈沖分配器復(fù)位，當(dāng)輸入為0時(shí)，脈沖分配器回到初狀態(tài)（HOME）,此時(shí)狀態(tài)輸出信號(hào)（HOME）為1。需要CAD圖紙，Q咨詢414951605或130413976338L298引腳SENSEA和SENSEB（1和15）用來連接電流檢測電阻，VSS（9）接邏輯控制部分的電源，常用5V，VS（4）為電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源，IN1，IN2，IN3，IN4（5，7，10，12）輸入標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號(hào)，既從L297的輸出口4，6，7，9輸出的信號(hào)，用來控制H橋的開與關(guān)，ENA和ENB（6和11）為使能控制端，當(dāng)為低電平時(shí)，L298不工