第九届“飞思卡尔”杯全国大学生 智能汽车竞赛 技术报告 学校：武汉科技大学队 伍名称：首安二队参赛 队员：韦天 肖杨吴光星带队 教师：章政 0敏
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关于技术报告和研究论文使用授权的说明 本人完全了解第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。 参赛队员签名： 带队教师签名： 日期：
II
目录 第一章引言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 内容分布 (1) 第二章系统总体设计 (2) 2.1 设计概述 (3) 2.2 控制芯片的选择 (3) 2.3 线性 CCD 检测的基本原理 (3) 2.3 系统结极 (5) 第三章机械系统设计 (7) 3.1 底盘加固 (7) 3.2 轮胎处理 (7) 3.3 四轮定位 (8) 3.4 差速器的调整 (12) 3.5 舵机的安装 (13) 3.6 保护杆的安装 (15) 3.7 CCD的安装 (16) 3.8 编码器的安装 (17) 3.9 检测起跑线光电管及加速度计陀螺仪的安装 (18) 第四章硬件系统设计 (19) 4.1 最小系统版 (20) 4.2 电源模块 (21) 4.3 CCD模块 (22) 4.4 驱动桥模块 (23) 4.5 车身姿态检测模块 (24) 4.7 测速模块 (24) 4.8 OLED液晶屏及按键、拨码 (25) 第5章程序设计 (27)
教科版科学六上《神奇的小电动机》word说课教 案 一、说教材： 1、教材分析：《奇异的小电动机》是六年级上册科学第3单元第5课。本单元的教学是从“电和磁”课题开始的。在前几节课的学习中，学生认识了电能够转化成磁，制作电磁铁，本节课是在学习了电磁铁有关知识的基础上，应用磁铁和电磁铁的性质研究最简单的直流小电动机的工作原理，认识到小电动机能够把电能转化成动能。本课内容要紧有两部分： （1）观看小电动机里面有什么：学生观看课前预备的小电动机，结合课本阅读，了解小电动机的构造，培养观看能力。 （2）研究小电动机转动的隐秘。在了解小电动机构造的基础上，大胆猜想小电动机的工作原理，并利用预备好的学具进行自主探究实验，验证自己的猜想。 2、教学目标 依照教材内容和新课程标准以及六年级学生有一定知识体会的储备、对周围的事物充满好奇心的特点，我制定了本课的学习目标：科学概念：明白玩具小电动机的功能是把电变成了动力； 过程与方法： （1）会用分部分观看、整体观看的方法了解小电动机的构造； （2）依照小电动机的构造推断通了电它什么缘故会转动； （3）经历在教师指导下，小组合作按步骤做探究小电动机转动的隐秘的实验过程。 情感、态度、价值观：产生探究小电动机的爱好。 3、本课的重、难点 本课重点：（1）用分部分观看和整体观看的方法了解小电动机的构造； （2）经历探究小电动机转动的隐秘的实验过程。
本课难点：经历探究小电动机转动的隐秘的实验过程 4、教学预备： 学生自备：玩具小电机（已撬开锁片）、橡皮筋、一次性塑料杯、一号电池、透亮胶 教师预备：导线、磁铁、电池盒、开关、导线、大头针 二、教法选择：为了较圆满完成本次的教学目标，我在教学过程中贯彻“教师为主导，学生为主体”的课改理念，综合本课特点，要紧采纳：1、观看法：通过指导学生细致观看，了解小电动机的构造； 2、探究式实验法：让学生带着问题动手操作，通过实验探究小电动机转动的隐秘。在学习活动过程中经历观看、猜想、验证、表达等。整个学习过程差不多上是学生自主完成的，教师只是充当他们的引导者、组织者，如提示观看的重点、实验的步骤等。 三、学法指导：学生在这节课的学习过程中，要紧完成三个活动： 1、观看小电动机里面有什么，通过实物观看，参照课本阅读，了解小电动机的构造。 2、猜想，猜想小电动机什么缘故会转动起来； 3、检验猜想：按照书上的方法步骤，验证自己的猜想，并进一步了解阻碍转子转动快慢与方向的因素。 这节课要教给学生善于观看、善于动手、善于摸索的科学学习适应，教给学生在观看的基础上作出猜想，并进行实验探究、验证的科学学习方法。要紧指导学生以下学习方法： 1、自主学习：指导学生自主阅读教材，了解小电动机各部分的名称及换向器的作用； 2、自主探究实验：指导通过动手实验探究小电动机的工作原理。 3、小组合作学习：让学生分组观看、实验，互相合作。如此充分发挥学生的主体作用，把大部分时刻交给学生观看、实验，在此基础上引导学生对所观看到的现象进行讨论交流，作出分析判定，然后总结出科学知识。通过引导学生亲身经历科学探究的全过程，激发对科学的爱好，形成科学的态度和科学探究的能力。 四、教学过程。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的要紧途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，提供他们能直截了当参与的各种科学探究活动。本课时遵循这些理念，让学生经历“观看—猜想—验证—表达”的过程，开展以小组合作、自主学
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通用技术（劳技） 教学课题：单片机控制实验——控制玩具四驱车
劳技课教案——小家电的使用 一、【教学思路】 本节教学内容包括三个方面：一是了解家用电器铭牌和说明书的基本要素及其含义；二是能设计合理使用小家电的顺序；三是学会根据产品说明书正确有效的使用家用小电器。 本节教学思路是通过自主学习展示厅中的图片、文字和信息库中提供的有关安全使用小家电知识和信息，了解家用电器铭牌和说明书的基本要素，为掌握使用小家电技能做铺垫。在以蒸汽枪为例的操作实践中，教材通过一系列规范明确的操作示意图和教师的示范操作，详细讲解小家电的使用技能，使学生从中明确掌握小家电的使用顺序，体会和领悟正确有效使用电器产品的重要性，指导学生通过范例学习，能把学到的技能进行迁移，达到设定的教学目的。可以组织学生以小组的形式在组内交流讨论自带小家电的性能和使用顺序，使学习的领域更广泛，迁移能力也会加强。 本教学要突出的重点是：能根据产品说明书，正确有效地使用家用小电器。 具体措施： （1）指导学生自主解读展示厅、信息库的图片、文字的信息，了解有关小家电的使用必备知识，为掌握技能做好知识辅垫。 （2）通过对教材中“蒸汽枪”示范载体的观察和分析，知道“蒸汽枪”熨斗的正确使用顺序，再按照自带小家电说明书，设计符合自带小家电的使用顺序，把“蒸汽枪”的使用技能迁移到自带小家电或其他小家电的使用操作过程中，并能按照小家电的特性加以改进。 本节教学内容的难点是：能分析各种使用说明书，设计正确使用小家电的顺序。 突破难点的措施： （1）通过小组讨论设计使用顺序，借助集体的力量，集思广益地解决设计难点。 （2）教师利用多媒体把难点作为典型示范突现出来，在老师的指导下，让大家开动脑筋，寻求突破难点的金点子。 （3）针对这节内容对学习有困难及不同层次的学生进行分层指导。 二、【教学目标】 （一）知识与技能 1．知道铭牌的各项含义，能看懂家电产品说明书，并能根据某一说明书简单描述该家用小电器的特点和作用 2．学会参照产品说明书，正确有效地使用家用小电器 3．能通过信息收集，正确选择所需家用小电器
摘
要
飞思卡尔智能车大赛是面向全国大学生举办的应用型比赛， 旨在培养创新精 神、协作精神，提高工程实践能力的科技活动。大赛主要是要求小车自主循迹并 在最短时间内走完整个赛道。针对小车所安装传感器的不同，大赛分为光电组、 电磁组和摄像头组。 本文介绍了本院自动化系第一届大学生智能汽车竟赛的智能车系统。 包括总 体方案设计、机械结构设计、硬件电路设计、软件设计以及系统的调试与分析。 机械结构设计部分主要介绍了对车模的改进，以及舵机随动系统的机械结构。硬 件电路设计部分主要介绍了智能车系统的硬件电路设计， 包括原理图和 PCB 设计 智能车系统的软、 硬件结构及其开发流程。该智能车车模采用学校统一提供的飞 思卡尔车模，系统以 STM32F103C8T6 作为整个系统信息处理和控制命令的核心， 使用激光传感器检测道路信息使小车实现自主循迹的功能
关键字：飞思卡尔智能车STM32F103C8T6
激光传感器
第一章 概述
1.1 专业课程设计题目
基于嵌入式 STM32 的飞思卡尔智能车设计
1.2 专业课程设计的目的与内容
1.2.1 目的 让学生运用所学的计算机、传感器、电子电路、自动控制等知识，在老师的 指导下，结合飞思卡尔智能车的设计独立地开展自动化专业的综合设计与实验， 锻炼学生对实际问题的分析和解决能力，提高工程意识，为以后的毕业设计和今 后从事相关工作打下一定的基础。 1.2.2 内容 本次智能车大赛分为光电组和创新做，我们选择光电组小车完成循迹功能。 该智能车车模采用学校统一提供的飞思卡尔车模， 系统以 STM32F103C8T6 作为整 个系统信息处理和控制命令的核心，我们对系统进行了创造性的优化： 其一， 硬件上采用激光传感器的方案， 软件上采用 keil 开发环境进行调试、 算法、弯道预判。 其二，传感器可以随动跟线，提高了检测范围。 其三，独立设计了控制电路板，充分利用 STM32 单片机现有模块进行编程， 同时拨码开关、状态指示灯等方便了算法调试。
1.3 方案的研讨与制定
1.3.1传感器选择方案 方案一：选用红外管作为赛道信息采集传感器。 由于识别赛道主要是识别黑白两种不同的颜色， 而红外对管恰好就能实现区 分黑白的功能，当红外光照在白色KT板上时，由于赛道的漫反射作用，使得一部 分红外光能反射回来， 让接收管接的输出引脚的电压发生变化，通过采集这个电 压的变化情况来区分红外光点的位置情况，以达到区分赛道与底板的作用。 红外管的优点在于价格便宜，耐用；缺点却用很多：1、红外光线在自然环 境中，无论是室内还是室外均比较常见，就使得其抗干扰能力不强，容易受环境 变化的影响。2、调试不方面，由于红外光是不可见光，调试的时候需要采用比 较麻烦的方法来判断光电的位置。3、由于红外管光线的直线性不好，就使得红 外传感器所能准确的判断的最远距离比较小，也就是通常所说的前瞻不够远。
2016
目录
第十一届竞赛规则导读 参加过往届比赛的队员可以通过下面内容了解第十一届规则主要变化。如果第一次参加比赛，则建议对于本文进行全文阅读。 相对于前几届比赛规则，本届的规则主要变化包括有以下内容： 1.本届比赛新增了比赛组别，详细请参见正文中的图1和第四章的“比赛任务” 中的描述； 2.第十届电磁双车组对应今年的A1组：双车追逐组。其它组别与新组别的对应 关系请参见图2； 3.为了提高车模出界判罚的客观性，规则提出了两种方法：路肩法和感应铁丝 法，详细请见赛道边界判定”； 4.改变了原有的光电计时系统，所有赛题组均采用磁感应方法计时，详细请参 见“计时裁判系统”； 5.取消了第十届的发车灯塔控制的方式； 6.赛道元素进行了简化，详细请参见“赛道元素”； 7.赛道材质仍然为PVC耐磨塑胶地板，但赛题组A2不再需要赛道。 8.对于车模所使用的飞思卡尔公司MCU的种类、数量不再限制。 9.比赛时，每支参赛队伍的赛前准备时间仍然为20分钟，没有现场修车环节。
一、前言 智能车竞赛是从2006开始，由教育部高等教育司委托高等学校自动化类教学指导委员会举办的旨在加强学生实践、创新能力和培养团队精神的一项创意性科技竞赛。至今已经成功举办了十届。在继承和总结前十届比赛实践的基础上，竞赛组委会努力拓展新的竞赛内涵，设计新的竞赛内容，创造新的比赛模式，使得围绕该比赛所产生的竞赛生态环境得到进一步的发展。 为了实现竞赛的“立足培养、重在参与、鼓励探索、追求卓越”的指导思想，竞赛内容设置需要能够面向大学本科阶段的学生和教学内容，同时又能够兼顾当今时代科技发展的新趋势。 第十一届比赛的题目在沿用原来根据车模识别赛道传感器种类进行划分的基础类组别之上，同时增加了以竞赛内容进行划分的提高类组别，并按照“分赛区普及，全国总决赛提高”的方式，将其中一个类别拓展出创意类组别。第十一届比赛的题目各组别分别如下： ●基础类包括B1光电组、B2摄像头组、B3电磁直立组、B4电轨组； ●提高类包括A1双车追逐组、A2信标越野组； ●创意类包括I1 电轨节能组。 图 1 不同组别，不同挑战度 每个组别在选用的车模、赛道识别方法、完成任务等方面存在差别，对于参赛选手不同学科知识和能力要求也不同，制作的挑战度也有较大的区别。相比较而言，
毕业设计说明书 课题名称: 四驱车UG三维设计 系别: 机械工程系 专业: 机电一体化 年级: 2009级 姓名: 向卓军 学号: 200943000073 指导教师: 谢晓华
摘要 本论文主要是在UG软件设计平台上完成玩具四驱车的三维造型设计。在整个设计过程中，主要对四驱车的各个零部件进行造型设计和着色渲染，最后对各个零部件进行虚拟装配、动态仿真、全局干涉检查。通过对四驱车的系统设计，肯定了UG软件在造型设计、基本特征创建、组件虚拟装配、动态仿真、着色渲染等方面的优势，从而使设计工作直观化、高效化、精确化。并精确证明了UG软件在产品的研究和开发中具有很重要的意义。 关键词 UG、三维造型设计、零件装配、动态仿真
目录 第一章：绪论 (3) 1.1产品概述——迷你四驱车的起源 (3) 第二章：UG的简介 (4) 第三章：驱车的造型设计 (6) 3.1四驱车的地盘设计 (6) 3.2四驱车的上盖设计 (6) 3.3四驱车的车轴及车轮设计 (7) 3.4四驱车齿轮传动机构设计 (7) 3.5四驱车电动机设计 (8) 3.6根据底盘设计出导轮，以及螺钉 (9) 3.7尾部的锁紧装置 (9) 3.8其他固定发动机和齿轮保护结构导电片及整体装配 (9) 第四章四驱车的运动仿真 (10) 第五章工程图 (12) 第六章爆炸图 (14) 第七章设计小结 (15) 致谢 (16) 参考文献 (17)
第一章绪论 科学技术的迅猛发展，以前所未有的速度冲击和改变着我们的生活水平和生产方式。物质的极大丰富，使人们对各种产品的要求发生了根本性的变化。纯功能性的产品已经满足不了人们的生活需要。艺术的形态、人性化的设计成为大众首选的时尚，二十一世纪是设计的世纪，在激烈的市场竞争中，出色的造型设计将是企业成功的重要因素，因为它可以创造产品的个性，提升品牌的价值，使产品更具竞争力。 1、1产品概述——迷你四驱车的起源 1982年日本将专业竞技用的无线电摇控赛车加以缩小，去掉转向及摇控装置，成功制造了第一台微型的四轮驱动的赛车，英文的“MINI”，中文是微型的意思。其谐音乃“迷你”于是人们喜欢将微小的东西都叫“迷你”。迷你赛车从诞生的那天起，就以仿真、新颖的外型、强大的动力，闪电般的速度，吸引了成千上万的青少年，风靡了日本。 随着迷你四驱车品种的不断发展，游戏及比赛器材、项目的不断完善，四驱车在全球范围内开始发展起来，日本政府从87年开始正式承认四驱车比赛为国内体育模型正式项目。并每年举行两届“日本杯”迷你四驱车大赛。90年以来在日本还先后举行了三场国际性的迷你四驱车大赛，参加的有日本、韩国、美国、台湾、香港、菲律宾、马来西亚等国家及地区。 90年奥迪玩具实业有限公司从日本引进技术，开始生产18、16、19三种系列的迷你四驱车。经过几年的努力，在产品质量方面已达到了日本同类产品水平，某些方面超过了日本，但价格却是日本的1/3。据不完全统计，国内的四驱车迷已超过千万。 迷你四驱车是按真车缩小32倍，以130电机和两节5号电池为动力的四轮驱动模型车，简称四驱车。英文：4WD。
3.1.6驱动电机介绍 驱动电机采用直流伺服电机，我们在此选用的是RS-380SH型号的伺服电机，这是因为直流伺服电机具有优良的速度控制性能，它输出较大的转矩，直接拖动负载运行，同时它又受控制信号的直接控制进行转速调节。在很多方面有优越性，具体来说，它具有以下优点: (1)具有较大的转矩，以克服传动装置的摩擦转矩和负载转矩。 (2)调速范围宽，高精度，机械特性及调节特性线性好，且运行速度平稳。 (3)具有快速响应能力，可以适应复杂的速度变化。 (4)电机的负载特性硬，有较大的过载能力，确保运行速度不受负载冲击的 影响。 (5)可以长时间地处于停转状态而不会烧毁电机，一般电机不能长时间运行于 停转状态，电机长时间停转时，稳定温升不超过允许值时输出的最大堵转转矩称为连续堵转转矩，相应的电枢电流为连续堵转电流。 图3.1为该伺服电机的结构图。图3.2是此伺服电机的性能曲线。 图3.1 伺服电机的结构图
图3.2 伺服电机的性能曲线 3.1.7 舵机介绍 舵机是一种位置伺服的驱动器，适用于那些需要角度不断变化并可以保持的控制系统。其工作原理是：控制信号由接收机的通道进入信号调制芯片，获得直流偏置电压。它内部有一个基准电路，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，将获得的直流偏置电压与电位器的电压比较，获得电压差输出。最后，电压差的正负输出到电机驱动芯片决定电机的正反转。当电机转速一定时，通过级联减速齿轮带动电位器旋转，使得电压差为0，电机停止转动。舵机的控制信号是PWM信号，利用占空比的变化改变舵机的位置。一般舵机的控制要求如图3.3所示。图3.4为舵机的控制线。
每年都会有很多新人怀着满腔热情来做智能车，但其中的很多人很快就被耗光了热情和耐心而放弃。很多新人都不知道如何入手，总有些有劲无处使的感觉，觉得自己什么都不会，却又不知道该干什么。新人中存在的主要问题我总结了以下几点： l缺乏自信，有畏难情绪 作为新人，一切都是新的。没有设计过电路，没有接触过单片机，几乎什么都不会。有些新人听了两次课，看了两篇技术报告，就发现无数不懂不会的东西，于是热情在消退，信心在减弱。这些都是放弃的前兆。殊不知，高手都是从新人过来的，没有谁天生什么都会做。一件事件，如果还没开始做，就自己否定自己，认为自己做不到，那么肯定是做不到的。 l习惯了被动接收知识，丧失了主动学习的能力。 现在的学生大多从小习惯了被灌输知识，只学老师教的，只学老师考的。殊不知一旦走向社会，将不再有老师来教，不再有应付不完的考试。做智能车和传统的教学不同，学生将从被动学习的地位转变为主动学习。就算有指导老师，有指导的学长，但也都处于被动地位，往往都不会主动来教。有的学生一开始就没有转变思想，还希望就像实验课一样，老师安排好步骤1，2，3……，然后自己按照老师安排好的步骤按部就班的完成。这样的学生，往往都丧失了提出问题和分析问题的能力，只是一个应付考试的机器。要知道，解决问题的第一步是提出问题，如果总等着别人来教，那么问题永远会挡在你面前。 l缺乏团队精神和合作意识 智能车比赛是以团队的形式参赛，只依靠个人能力单兵作战就能取得好成绩的是很少很少的。当今社会，任何人的成功都离不开身后的团队的支撑。智能车是一个很复杂的系统，电路、机械、传感器、单片机、底层驱动、控制算法……。如果所有的任务都是一个人去完成，固然锻炼了自己，但想做的很好却很不现实。很多新人，来到实验室，来到一个陌生的环境和团队，连向学长请教，和同学交流的勇气都没有，又如何融入团队呢。除了要主动融入团队，还要培养自己的团队意识。团队精神往往表现为一种责任感，如果团队遇到问题，每个人都只顾自己，出了错误，不想着解决问题，而是互相推诿埋怨。这样的团队，肯定是无法取得好成绩的。 l缺乏耐心和细心的精神 其实把一件事做好很简单，细心加上耐心。不细心就想不到，没有耐心，即使想到了也做不到。做事怕麻烦，将就，说白了就是惰性在作祟。明明可以把支架做的更轻更漂亮，明明可以把程序写的更简洁，明明可以把电路设计得更完善……。其实，每个人都有很大潜力，如果不逼自己一次，你永远不知道自己的潜力有多
毕业设计说明书题目：四轮驱动赛车
目录 一概述 (5) 1—1玩具的市场调查 (5) 1—2四驱车简介 (5) 1—3开展玩具四驱车科普活动的社会意义 (6) 1—4玩具四驱车开发的前景 (6) 1—5毕业设计题目的确定 (7) 二玩具四驱车的UG实体建模 (8) 2—1 电动机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2—2 开关. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .13 2—3 电机套. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .14 3—1 电池. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3—2 车身的基本套装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .20 3—3 车壳的实体形成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .21 4—1玩具四驱车零部件的UG实体图 (25) 4—2玩具四驱车的装配图 (33) 4—3玩具四驱车的爆炸图 (34) 三、结论 (36) 四、参考文献 (37)
第九届“飞思卡尔”杯全国大学生智能车竞赛光电组技术报告 学校：中北大学 伍名称：ARES 赛队员：贺彦兴 王志强 雷鸿 队教师：闫晓燕甄国涌
关于技术报告和研究论文使用授权的说明书本人完全了解第八届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛关保留、使用技术报告和研究论文的规定，即：参赛作品著作权归参赛者本人，比赛组委会和飞思卡尔半导体公司可以在相关主页上收录并公开参赛作品的设计方案、技术报告以及参赛模型车的视频、图像资料，并将相关内容编纂收录在组委会出版论文集中。 参赛队员签名： 带队教师签名： 日期：2014-09-15日
摘要 本文介绍了第九届“飞思卡尔杯全国大学生智能车大赛光电组中北大学参赛队伍整个系统核心采用飞思卡尔单片机MC9S12XS128MAA ，利用TSL1401线性CCD 对赛道的行扫描采集信息来引导智能小车的前进方向。机械系统设计包括前轮定位、方向转角调整，重心设计器件布局设计等。硬件系统设计包括线性CCD传感器安装调整，电机驱动电路，电源管理等模块的设计。软件上以经典的PID算法为主，辅以小规Bang-Bang 算法来控制智能车的转向和速度。在智能车系统设计开发过程中使用Altium Designer设计制作pcb电路板，CodeWarriorIDE作为软件开发平台，Nokia5110屏用来显示各实时参数信息并利用蓝牙通信模块和串口模块辅 助调试。关键字：智能车摄像头控制器算法。
目录 1绪论 (1) 1.1 竞赛背景 (1) 1.2国内外智能车辆发展状况 (1) 1.3 智能车大赛简介 (2) 1.4 第九届比赛规则简介 (2) 2智能车系统设计总述 (2) 2.1机械系统概述 (3) 2.2硬件系统概述 (5) 2.3软件系统概述 (6) 3智能车机械系统设计 (7) 3.1智能车的整体结构 (7) 3.2前轮定位 (7) 3.3智能车后轮减速齿轮机构调整 (8) 3.4传感器的安装 (8) 4智能车硬件系统设计 (8) 4.1XS128芯片介绍 (8) 4.2传感器板设计 (8) 4.2.1电磁传感器方案选择 (8) 4.2.2电源管理模 (9) 4.2.3电机驱动模块 (10) 4.2.4编码器 (11) 5智能车软件系统设 (11) 5.1程序概述 (11) 5.2采集传感器信息及处理 (11) 5.3计算赛道信息 (13) 5.4转向控制策略 (17) 5.5速度控制策略 (19) 6总结 (19)
工业机器人设计（论文） 题 目：自动往返小车 姓 名： 学 号： 班 级： 平顶山工业职业技术学院 年 月 日
目录 第1章电动小车的改进方案 (1) 1.1设计思想来源 (1) 1.2改进方案 (1) 第2章自动往返小车的结构设计 (3) 第3章制作准备 (4) 3.1工具准备 (4) 3.2材料准备 (4) 第4章制作自动往返小车 (5) 4.1 制作小车底板 (5) 4.2 安装直流电机 (5) 4.3 焊接与安装电源 (6) 4.4 制作与安装活塞式开关 (6) 4.5 组合安装 (7) 第5章自动往返小车的调试 (8) 5.1 小车行驶时的噪声很大 (8) 5.2 小车的活塞式开关反应不灵敏 (8) 5.3 小车的触点不能接触并保持 (9) 参考文献 (10)
第1章电动小车的改进方案 1.1设计思想来源 现实中有很多电机驱动的玩具小车接通电源后只能快速向前运行，当期遇到障碍物时却不能回倒，进行反向运行。因此若想让小车能够在撞到前方障碍物时能够返回，必须对其控制系统进行改进。 1.2改进方案 电机驱动小车改进前是利用单相开关控制3V直流电源的通断，进而控制小车电机的回转运动。 小车基本的改造可以分为四大部分，即马达的改造、车体的改造、控制系统的改造和电池的使用改造。 （1）马达是小车的核心部分，好比汽车的发动机，因此，马达性能的高低，基本上决定了小车的行驶速度，所以要提升玩具小车的速度，首先就应该从选配高性能的马达开始。 （2）速度提升了，自然车身的强度也要跟上，不然小车的配置可能无法承受高速度带给车身的强大撞击力。 （3）控制系统则是小车运动方向和速度改变的指挥中心。 （4）马达高性能的发挥依赖于能提供充足电力的电池，所以选择高性能的电池也是重要考虑点之一。
1.1. 系统分析 智能车竞赛要求设计一辆以组委会提供车模为主体的可以自主寻线的模型车，最后成绩取决于单圈最快时间。因此智能车主要由三大系统组成：检测系统，控制系统，执行系统。其中检测系统用于检测道路信息及小车的运行状况。控制系统采用大赛组委会提供的16位单片机MC9S12XS128作为主控芯片，根据检测系统反馈的信息新局决定各控制量——速度与转角,执行系统根据单片机的命令控制舵机的转角和直流电机的转速。整体的流程如图1.1，检测系统采集路径信息，经过控制决策系统分析和判断，由执行系统控制直流电机给出合适的转速，同时控制舵机给出合适的转角，从而控制智能车稳定、快速地行驶。 图2.1 1.2. 系统设计 参赛小车将电感采集到的电压信号,经滤波,整流后输入到XS128单片机，用光电编码器获得实时车速，反馈到单片机，实现完全闭环控制。速度电机采用模糊控制，舵机采用PD控制，具体的参数由多次调试中获得。考滤到小车设计的综合性很强，涵盖了控制、传感、电子、电气、计算机和机械等多个学科领域，因此我们采用了模块化设计方法，小车的系统框图如图2.2。
第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告 图2.2 1.3. 整车外观 图2.3
1.4. 赛车的基本参数 智能车竞赛所使用的车模是东莞市博思公司生产的G768型车模，由大赛组委会统一提供，是一款带有摩擦式差速器后轮驱动的电动模型车。车模外观如图3.1。车模基本参数如表3.1。 图3.1 表3.1车模基本参数 1.5. 赛车前轮定位参数的选定
第五届全国大学生智能汽车竞赛技术报告 现代汽车在正常行驶过程中，为了使汽车直线行驶稳定，转向轻便，转向后能自动回正，减少轮胎和转向系零件的磨损等，在转向轮、转向节和前轴之间须形成一定的相对安装位置，叫车轮定位，其主要的参数有：主销后倾、主销内倾、车轮外倾和前束。模型车的前轮定位参数都允许作适当调整，故此我们将自身专业课所学的理论知识与实际调车中的赛车状况相结合，最终得出赛车匹配后的前轮参数[6]。 1.5.1. 主销后倾角 主销后倾角是指在纵向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角γ，如图3-2。模型车的主销后倾角可以设置为0、 2°?3°、 4°?6°，可以通过改变上横臂轴上的黄色垫片来调整，一共有四个垫片，前二后二时为0°，前一后三为2°?3°，四个全装后面时为4°?6°。 由于主销后倾角过大时会引起转向沉重，又因为比赛所用舵机特性偏软，所以不宜采用大的主销后倾角，以接近0°为好，即垫片宜安装采用前二后二的方式，以便增加其转向的灵活性。如图3.3。 图3.2 图3.3 1.5. 2. 主销内倾角 主销内倾角是指在横向平面内主销轴线与地面垂直线之间的夹角β，如图3.4,它的作用也是使前轮自动回正。对于模型车，通过调整前桥的螺杆的长度可以改变主销内倾角的大小，由于前轴与主销近似垂直的关系，故主销内倾角
教学设计
开展四驱车科普活动，具有深远的社会意义。四驱车模竞赛运动集力学、机械学、电学、电磁学、材料物理学、空气动力学、美学、行为学为一身，具有很强的知识性、趣味性、是培养青少年动手技能的好方法，是素质教育的有效补充。国家教委、国家体委非常重视。从96年开始将此项活正式列为第年的车模比赛活动。这样，一个蓬蓬勃勃的四驱车科普活动在全国普遍兴起。 可以掌握大量有关汽车制造、汽车构造及汽车驾驶的知识，使学生开拓视野，提高综合素质为振兴祖国的汽车工业做出应有的贡献。汽车工业是一个国家工业发展水平的综合标准。汽车工业与其它工业如机床、仪表、仪工、冶炼等行业息息相关。从汽车的各个发展阶段看，各个时代的汽车代表着不同时其工业的发展水平，特别是现在各国汽车行业的竞争日趋激烈，各汽车厂商都在想尽开发办法推出外型好，低排放，低污染，油耗小的汽车，孩子是祖国的希望和未来，我国汽车业的振兴与发展靠未来的一代。培养他们对模型车的爱好和兴趣，对于他们树立远大理想，将来振兴祖国的科技事业来讲都是一件大好事，也是我们每一位教师的职责。 具有极强的趣味性，深受广大青少年的喜爱。既能培养学生动手动脑的能力，又能培养他们拼搏向上，自立自强的精神。能培养孩子们团结协作的集体主义精神。 综上所述，开展四驱车科普活动，不仅是提高广大青少年科技素质的需要，也是培养他们成为21世纪国家栋梁之材的实际措施，同是还是落实科技兴国的实际步骤。 三、四驱车的组装程序：（教师引领学生组装） 1、基本工具的正确使用：认真地切剪零件，要把切完后的零件切口凹凸不平多余的部份去掉，以便发挥其功能。正确地组装零件（一定要看清楚说明书的安装示意图） 2、底盘型号： A：八孔底盘---是最新式系列超级底盘的标准型。可装前倾角导轮，多用于全覆盖车和小径的赛车，低重心，车速快，轻量化； B：TZ底盘---是八孔底盘的加强型，结构结实、长度最长（比八孔长出约4mm），半圆形电池室，衙心低，散热好，可安装中翼； C：FM底盘---是最新式系列底盘的第一种前置马达型，为克服高速行驶或转弯，上、下坡时车头抬起而设计； D：力士底盘---是最宽的底盘，稳定性好风吹草动轴（前后轴）有独立的轴舱；E：力威底盘---是98年最新的底盘，马达可经从下面装卸，奥迪公司生产和力威底盘较之日本的同类产品更结实、科学。 *特别介绍力士底盘的特点： a.车底加强肋条X型； b.重量轻； c.车底距地面高5mm； d.在多弯道的跑道中性能优越； e.行驶时与在面产生负压，空气动力效果好，稳定性好。 底盘是整个四驱车的基础，一切零件都要装在此之上，才成为完整的车，并确定各部件相对位置。 底盘装配： 1、六角轴（前、后车轴）* 2、铜轴套*4、轮毂*4、轮胎*4、塑胶介子。行使部分的总作用：学生听讲学生组装学生总结
中华人民共和国教育部大学毕业设计设计题目: 四驱 车万向传动装置学生：指导教师：学院：交通学院专业：交通运输类（车辆工程）大学毕业设计任务书论文题目四驱车万向传动装置指导教师专业交通运输类（车辆工程）学生2 1 题目名称：四驱车万向传动装置设计课题内容本题目要求学生利用计算机设计软件完成四 驱车万向传动装置的结构设计，包括各十字轴万向节、传动轴的设计以及相应零件的计算、校核。课题要求1、查阅相关资料，学习使用相关软件。2、计算参数，设计结构，利用计算机辅助设计软件绘图。3、编写设计说明书。4、结构设计合理，图面清晰。时间安排2010.12.202011.3.13 调研、查阅万向传动装置设计的资料，撰写开题报告，进行毕业实习。2011.3.14～2011.3.20 开题。2011.3.21～2011.4.17 计算各项基本数据，绘制草图，利用设计软件绘出零件图及装配图。2011.4.18～2011.4.28 中期考核。毕业设计应完成总体设计方案、初步计算及总装配图，提供相应计算结果、方案布置图等材料。2011.4.28～2011.5.20 完成设计和论文初稿。2011.5.21～2011.5.24 指导教师审定设计和说明书内容、格式，修改后准备预答辩。2011.5.25 ～2011.5.30 设计预答辩。毕业设计应完成所有设计图纸及设计说明书的全部内容，并提供打印稿，指导教师审阅并签字。2011.5.31 ～2011.6.5 修改设计和说明书，确定最终装配图、文稿，完善
内容、格式，制作电子答辩演示稿，完成答辩准备。2011.6.6 ～2011.6.12 毕业设计、论文答辩。完成工作量: 参考文献篇数：10 篇以上。图纸张数：折合0 图纸≥3 张，其中至少含1 张0 图纸。说明书字数：不低于6000 字。学科（专业）负责人意见签名：年月日2 1 万向传动装置的设计摘要本设计主要是深入学习和研究万向节与传动轴的结构、功能，同时也为整车装配提供三维图。因十字轴万向节是应用最为广泛的万向节，故在设计中选用合适类型的十字轴万向节和传动轴，进行实物测绘，对数据进行计算校核后，用CATIA 软件画出十字万向传动装置的三维立体图形，用CAD 出图。设计通过详细的公式计算、准确的绘图、正确的参数选择，大大缩短了设计的周期，提高了工作效率，对十字万向传动装置的生产产生一定积极的作用。通过此次设计，熟练掌握了CATIA、CAD 的使用方法，并将过去所学的知识融会贯通，了解并掌握工业设计的过程和基本方法，为将来实践中的设计打下良好基础。关键词：十字轴万向节；传动轴；设计Propeller shaft and Cardan universal joint contrary design Abstract This design has mainly gone deeply into studying the structure and the function of the universal jointand the propeller shaft. Because the cardan universal joint has the most extensive application in the universaljoint I have used the suitable kind of cardan universal
先静下心来看几篇技术报告，可以是几个人一起看，边看边讨论，大致了解智能车制作的过程及所要完成的任务。 看完报告之后，对智能车也有了大概的了解，其实总结起来，要完成的任务也很简单，即输入模块——控制——输出。 （1）输入模块：各种传感器（光电，电磁，摄像头），原理不同，但功能都一样，都是用来采集赛道的信息。这里面就包含各种传感器的原理，选用，传感器电路的连接，还有传感器的安装、传感器的抗干扰等等需要大家去解决的问题。 （2）控制模块：传感器得到了我们想要的信息，进行相应的AD转换后，就把它输入到单片机中，单片机负责对信息的处理，如除噪，筛选合适的点等等，然后对不同的赛道信息做出相应的控制，这也是智能车制作过程中最为艰难的过程，要想出一个可行而又高效的算法，确实不是一件容易的事。这里面就涉及到单片机的知识、C语言知识和一定的控制算法，有时为了更直观地动态控制，还得加入串口发送和接收程序等等。 （3）输出模块：好的算法，只有通过实验证明才能算是真正的好算法。经过分析控制，单片机做出了相应的判断，就得把控制信号输出给电机（控制速度）和舵机（控制方向），所以就得对电机和舵机模块进行学习和掌握，还有实现精确有效地控制，又得加入闭环控制，PID算法。 明确了任务后，也有了较为清晰的控制思路，接下来就着手弄懂每一个模块。虽然看似简单，但实现起来非常得不容易，这里面要求掌握电路的知识，基本的机械硬件结构知识和单片机、编程等计算机知识。最最困难的是，在做的过程中会遇到很多想得到以及想不到的事情发生，一定得细心地发现问题，并想办法解决这些问题。 兴趣是首要的，除此之外，一定要花充足的时间和精力在上面，毕竟，有付出就会有收获，最后要明确分工和规划好进度。
飞思卡尔智能车设计报告
目录 1.摘要 (3) 2.关键字 (3) 3.系统整体功能模块 (3) 4.电源模块设计 (4) 5.驱动电路设计 (4) 6.干簧管设计 (5) 7.传感器模块设计 (6) 8.传感器布局 (6) 9.软件设计 (7) 9.1控制算法 (7) 9.2软件系统实现（流程图） (10) 10.总结 (11) 11.参考文献 (12)
1.摘要 “飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车竞赛是由教育部高等自动化专业教学指导分委员会主办的一项以智能汽车为研究对象的创意性科技竞赛，是面向全国大学生的一种具有探索性工程实践活动，是教育部倡导的大学生科技竞赛之一。该竞赛以“立足培养，重在参与，鼓励探索，追求卓越”为指导思想，旨在促进高等学校素质教育，培养大学生的综合知识运用能力、基本工程实践能力和创新意识，激发大学生从事科学研究与探索的兴趣和潜能，倡导理论联系实际、求真务实的学风和团队协作的人文精神，为优秀人才的脱颖而出创造条件。该竞赛以汽车电子为背景，涵盖自动控制、模式识别、传感技术、电子、电气、计算机、机械等多个学科的科技创意性比赛。 本文介绍了飞思卡尔电磁组智能车系统。本智能车系统是以飞思卡尔32 位单片机K60为核心，用电感检测赛道导线激发的电磁信号， AD 采样获得当前传感器在赛道上的位置信息，通过控制舵机来改变车的转向，用增量式PID进行电机控制，用编码器来检测小车的速度，共同完成智能车的控制。 2.关键字 电磁、k60、AD、PID、电机、舵机 3.系统整体功能模块 系统整体功能结构图
4.电源模块设计 电源是一个系统正常工作的基础，电源模块为系统其他各个模块提供所需要的能源保证，因此电源模块的设计至关重要。模型车系统中接受供电的部分包括：传感器模块、单片机模块、电机驱动模块、伺服电机模块等。设计中，除了需要考虑电压范围和电流容量等基本参数外，还要在电源转换效率、噪声、干扰和电路简单等方面进行优化。可靠的电源方案是整个硬件电路稳定可靠运行的基础。 全部硬件电路的电源由7.2V，2A/h的可充电镍镉电池提供。由于电路中的不同电路模块所需要的工作电流容量各不相同，因此电源模块应该包含多个稳压电路，将充电电池电压转换成各个模块所需要的电压。 电源模块由若干相互独立的稳压电源电路组成。在本系统中，除了电机驱动模块的电源是直接取自电池外，其余各模块的工作电压都需要经电源管理芯片来实现。 由于智能车使用7.2V镍镉电池供电，在小车行进过程中电池电压会有所下降，故使用低压差电源管理芯片LM2940。LM2940是一款低压稳压芯片，能提供5V的固定电压输出。LM2940低压差稳压芯片克服了早期稳压芯片的缺点。与其它的稳压芯片一样，LM2940需要外接一个输出电容来保持输出的稳定性。出于稳定性考虑，需要在稳压输出端和地之间接一个47uF低等效电阻的电容器。 舵机的工作电压是6伏，采用的是LM7806。 K60单片机和5110液晶显示器需要3.3伏供电，采用的是LM1117。 5.驱动电路设计 驱动电路采用英飞凌的BTS7960，通态电阻只有16mΩ，驱动电流可达43A，具有过压、过流、过温保护功能，输入PWM频率可达到25KHz，电源电压5.5V--27.5V。BTS7960是半桥驱动，实际使用中要求电机可以正反转，故使用两片接成全桥驱动。如图下图所示。
U G四驱车模型毕业设计 论文 Newly compiled on November 23, 2020
毕业设计说明书题目：四轮驱动赛车 目录 2—1 电动机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 2—2 开关. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .13 2—3 电机套. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . .14 3—1 电池. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 3—2 车身的基本套装. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . .20 3—3 车壳的实体形成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .21
摘要 本毕业设计的主要目的是为了开拓广大的玩具市场和满足爱车一族的珍藏喜好。 本毕业设计主要内容是设计按真四驱车缩小32倍对四驱车进行仿真设计造型，因考虑成本且实现运动和仿真，本设计简化了其结构而设计的四轮驱动模型车。本设计的材料选用塑料，以便减轻车子的负载和降低成本。把原本的动力源发动机改为电机驱动，通过简单的齿轮传动，改变运动方向和速度，使得轮轴的旋转，从而带动车轮的旋转，让车子运动起来，以达对真四驱车的运动仿真。本设计除了对玩具四驱车造型设计和运动，传动设计外，还熟练的应用UG软件对玩具四驱车进行了零部件的实体建模和装配。