【完整版】蓝牙智能遥控小车_毕业论文

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电压接近于零。脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation),简称PWM。脉冲周期不变,只改变晶闸管的导通时间,即通过改变脉冲宽度来进行直流调速。

表2.4 几种调速方式的比较

开关特性 串电阻调速系统 低 静止可控整流器 低 脉宽调速系统 高 调速精度 低 较低 高 开发难易 易 难 易 模块成本 高 较低 低 PWM调速系统有下列优点:

(1)由于PWM调速系统的开关频率较高,仅靠电枢电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流,电枢电流容易连续,系统的低速运行平稳,调速范围较宽,可达1:10000左右。由于电流波形比V-M系统好,在相同的平均电流下,电动机的损耗和发热都比较小。

(2)同样由于开关频率高,若与快速响应的电机相配合,系统可以获得很宽的频带,因此快速响应性能好,动态抗扰能力强。

(3)由于电力电子器件只工作在开关状态,主电路损耗较小,装置效率较高。 方案:根据以上综合比较,以及本设计中设计要求和直流电机调速的发展方向,本设计选用了方案三。

2.6循迹模块设计

探测路面黑线的原理:光线照射到路面并反射,由于黑线和白线的反射系数不同,可根据接收到的反射光的强弱来判断传感器和黑线相对位置。

方案一:采用可见光发光二极管和光敏二极管

采用普通可见光发光管和光敏管组成的发射-接收电路。其缺点在于易受到环境光源的影响。即便提高发光管亮度也难以抵抗外界光的干扰。

方案二:采用反射式红外发射-接收器

采用反射式红外发射-接收器。直接用直流电压对发射管进行供电,其优点是实现简单,对环境光源的抗干扰能力强,在要求不高时可以使用。

方案:根据本题目中对探测地面的要求,由于传感器可以在车体的下部,发射、接收距地面都很近,外界光对其的干扰都很小。在基本不影响效果的前提下,为了简便起见,我选用了方案二。

2.7避障模块设计

方案:红外式探测

采用红外式发射、检测一体化模块。由于单个发射器的照射范围不能太小,因此不使用激光管。用波瓣较宽的脉冲调制型红外发射管和接收器。其优点是电路实现简单,但抗干扰性较弱。

表2.5 几种传感器的比较

检测范围(M) 环境要求 检测精度 开发难易 模块成本 超声波探测 0.02-4.5 高 高 难 高 红外式探测 0.01-0.5 低 低 易 低 方案:通过综合考虑,我最终选择红外模块安装在小车车尾实现小车倒车壁障,在小车的两侧安装光电检测器来实现前行壁障。

第二章 智能车机结构分析

在本次设计中,小车使用四轮驱动。四轮驱动式的结构中因为后轮的转动力矩的增大,所以在横向上的轮胎阻力要大于2轮驱动式的,因此四轮驱动式的车子不易发生方向偏移。而且四轮驱动的车子动力更大,爬坡能力更强。但存在一些不足,如:四轮驱动式的车子更加耗电,而且车体比一般的2轮驱动式的车体重。从整体的性能来看四轮驱动式结构的优势是很明显的。

3.1底板设计

图3.1 智能车底板图

底板是用来支撑车体的主要部件。同时也是用来固定车子零部件的,底板上主要有红外传感器安装槽、超声波传感器安装孔、电机定位槽和走线孔,其余的槽孔是用来留在日后扩展用的。每个器件的安装位置如图3.1所示。底板采用的是亚克力板材。安装方便,结构可靠稳定。

图3.2 底盘共振频率分析

如图是电机底板的共振频率分析图,我是以底板边缘的四个安装孔为固定点,由于智能车的整车车体重500g,所以在底盘的中心处加5N的力,经过电脑的自动网格划分,通过软件的共振频率计算后得到图示的应力分布图。从图中可以看出,底板的中间部分是应力最集中的一块,也是最危险的一块,如果车体的振动频率过快,底板很可能会从中间层开始断裂,所以要对底板经行优化设计,减小底板的长度或者加大底板的厚度。

3.2 电机与底板的连接支架设计

零件 电机支架 螺丝螺母(M3) M3螺柱 数量 2片 若干 若干

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