明天就五一了,祝各位辛勤勞動調車的車友們節(jié)日快樂,也要給自己放個假,主要是給不斷被你折騰的小車放個假,然后去看個電影“復仇者聯盟4—終局之戰(zhàn)”,快哉!
放假之前呢,還是和大家聊聊上期預告過的L車改造。之前的帖子里提到過關于室外越野組車模選擇,根據該組別的比賽任務,我們推薦使用L車。由于需要適應比較復雜的路況,包括草地、≤2CM硬質路坎、沙坑、≤2CM水坑等,車模的減懸掛和底盤高度尤為重要;同時由于車模變長,軸距變長,比傳統車模需要的轉彎半徑更大,需要滿足高速通過80CM最小轉彎半徑;另外呢最基本的編碼器安裝也帶來了改進方案;所以今天討論的三個重點來了,編碼器安裝、減震懸掛改造及轉向改造。
測試平臺搭建
為了動態(tài)性能測試的方便,我們用LPC54606搭建了一個遙控L車來進行測試。使用逐飛的LPC普通組主板+LPC核心板+MOS單驅搭建的測試平臺對車模進行控制。通過采集接收機的PWM占空比信號,解析出遙控器的動作。并使用LPC控制電機以及舵機動作。如下圖:
由于L車采用了四輪驅動的方式,中間有傳動軸作為傳動裝置,直接導致了底板空間被一分為二,并且豎向安裝的電機、舵機和電池,占用了幾乎全部底板空間。
所以如果參賽選手想要將PCB固定在車體上,可能需要借助于傳動軸上方的保護架,同時還起到抬高防止電路板泡水的作用。我們的L車測試平臺采用了二樓板+銅柱的方式將LPC主板以及單電機驅動固定在車體上,二樓板用薄密度板按照固定架孔位鉆孔并用電工膠帶纏繞包裹。
不過考慮到室外越野組的環(huán)境可能存在有水的情況,建議用其他材質(如玻纖板,亞克力板)代替不防水的材料。(如下圖所示):
L車編碼器安裝
由于L車并未提供編碼器固定位,所以為了實現測速及閉環(huán)控制,逐飛原創(chuàng)了一種編碼器固定架+聯軸器的方式實現測速。(之前的帖子里有提到,友商們很快也復制了這種方案,友商的復制說明這種方案得到了友商的認可,感謝認可!)。
但是在測試過程中,我們發(fā)現舊款銅制硬連接聯軸器由于安裝精度的問題,很容易造成不同心的問題,導致編碼器要承受非常大的抖動。容易造成軸承松脫及損壞,為了解決這個問題,我們推薦使用新款萬向節(jié)聯軸器,由于萬向節(jié)聯軸器可以允許很大程度上的安裝誤差,非常顯著的改善了編碼器抖動的問題,同時我們也主動為已經購買了舊款銅制硬連接聯軸器的車友們提供了免費更換為萬向節(jié)聯軸器的服務(更換前后對比如下圖)。
L車減懸掛改造
由于越野組的賽道環(huán)境復雜,如果出現坡道,或小臺階等可能導致車體跳起的路段,如果車輛的懸掛調教不當,可能會導致車體彈跳,如果在速度很快的情況下,彈跳可能導致車輛姿態(tài)異常,導致難以尋跡或降低車速。
可能是由于個例,剛開始我們拿到的這臺L車車模的時候,4個輪子的懸掛非常緊,不但難以被壓縮,卸力后回彈速度也非常之慢。幾乎完全喪失了獨立懸掛的特性,所以必須加以改造。經排查,基本確定兩個因素導致懸掛過于僵硬。
1、懸掛下擺臂轉軸的部分被固定的過于緊密(見下圖)。由于弧形的蓋子直接壓住下擺臂轉動部分,沒有足夠的間隙轉動,導致下擺臂阻力過大。
2、液壓避震器的阻尼過大。一只良好工作的避震器應該可以被快速壓縮并以一定的阻尼緩速回彈。但原廠未經調教的避震器在使用時無論壓縮還是回彈都過于遲緩。解決的辦法是調整下圖中標注的部分。將此處的固定環(huán)擰松,可以很大程度上解決避震器阻尼過大的問題。
也可以將避震筒內的避震油更換為流動性更好的避震油(比如逐飛小店里的),以更大程度上減小回彈阻尼。(見下圖,注意在拆開避震筒頂蓋時,可能會有油液流出)。避震器的完全拆解圖如下。
轉向改造
由于L車軸距長,轉彎半徑大,但其本身原裝的轉向幅度較小,同時原裝連接球頭也有些不牢靠,我們在測試的時候曾因為撞擊直接將前轉向連桿蹦出。所以前輪轉向最大化基本是必需做如下改動。
原車模前轉向球頭用的是活扣,如果拉桿受力形變比較大,就容易蹦出來,這也是為什么原車會把靠近車輪的球頭放在下邊,放在上邊會很容易蹦出來,但放下面連接造成拉桿的角度太大,改裝成下圖所示,改用逐飛的塑料球頭連接,用螺帽固定,拉桿角度更合適,同時沒有蹦出的風險。需要把原來球頭取掉,孔擴成3mm的,用3*16的螺釘來連接固定,換兩個新的球頭,原來的拉桿可以繼續(xù)使用。
同理,舵機的擺臂拉桿也需要做同樣的球頭更換,中間的金屬拉桿可以用原來的,兩頭換成逐飛的球頭,同樣用螺釘固定連接,如下圖:
如果想盡量大的增加前輪轉向角度,就需要去削除一些阻礙轉向臂轉動的位置,保證轉向大且順暢,同時不能削得太多導致車模塑料連接件強度夠,這個度就需要根據自己的控制需求把握了,削除位置如下圖:
當然,說到轉向改造,就不能不提前段時間在卓老師公眾號上出現過的前后輪聯動改造方案,我們也做了類似的改造并進行了飆車測試,整體效果如下圖:
改造過程詳解
第一步:舵機擺臂這里需要兩邊各固定一個球頭,右邊這個球頭連接長拉桿,帶動后邊的轉向系統,所以需要將原來的球頭換成長螺絲,用螺帽將兩邊的球頭鎖死。
第二步:固定后輪的拉桿需要拆掉,更換成可以左右活動的結構,但是該拉桿靠近齒輪那端,拆起來比較復雜,一定要特別注意結構和順序,以免拆了無法還原。
第三步:如下圖所示,將用于固定轉動裝置的固定板先固定在車身上,需要先打好對應的孔位。裝上兩邊聯動的旋轉結構。
固定板的低成本解決方案是用PCB做,選擇2MM的厚度,兩面敷銅,增加固定板強度,固定板的尺寸和孔位可參考下圖:
第四步:后輪擺臂上安裝銅柱抬高固定球頭,便于連接聯動裝置,如下圖所示,從左到右,箭頭1處所用銅柱為28mm高,這個高度比較合適,太矮的話,會增大拉桿的角度,太高就會撞到上邊的長拉桿,銅柱的螺紋是M3標準的,后輪的擺臂孔需要用M3的鉆頭擴一下;
同理,箭頭2處的螺釘是上了一個螺帽(此處的螺釘需要用到20mm長的),將此處的球頭高度降低,來減小拉桿的角度,這樣,如果車受力往下沉,此處拉桿基本可以呈現一個水平狀態(tài),同時還保證了球頭的活動空間,不會和上面的擺臂摩擦;箭頭3處的拉桿的長度是決定箭頭4處立柱的距離,這個距離會決定長拉桿的角度,圖上的距離大概是37mm;箭頭4處的轉向立柱,這個是需要購買,淘寶上是有賣的,立柱里邊有螺紋孔,2.5mm大小,立柱是通過2.5mm的螺釘與底板固定住的,立柱是套在軸承里的,旋轉比較靈活。
第五步:舵機擺臂到后輪聯動裝置的連接需要一根長連桿,我們使用的150mm長連桿,兩端依舊使用的逐飛的球頭固定,前面的整體圖也可以清晰的看明白這個結構。
下圖為長連桿和轉向柱的局部示意圖,轉向柱的孔位也需要自行擴成3MM的。
總 結
后輪聯動轉向的改裝方法就是這樣,也不是太復雜,我們對比測試了兩種結構的性能,改為前后輪聯動轉向后,轉彎半徑的確很小了,非常靈活,但也正是這種靈活增加了控制難度,真車也有采用這種結構輔助轉向的設計,但后輪的隨動幅度很小,不然在高速情況下會大大降低車輛的穩(wěn)定性。
對于這種相較于真車而言精度低且需要速度快的車模競速比賽來說,這種異常靈活的狀態(tài)比較難控制,測試視頻中可以發(fā)現前后輪聯動轉向的結構在高速狀態(tài)下跑不了直線,各種虛位帶來的晃動都會導致其走蛇形,當然正式比賽倒也沒有那么快的速度,但是聯動結構越復雜,出問題的概率越高,個人認為對大多數選手來說這種改裝并不占多大優(yōu)勢,只改前面比較穩(wěn)妥。
當然如果愿意挑戰(zhàn)這種控制難度,可以參照這種方式進行改裝,自己找材料改造的話成本也增加不了多少(當然也可以選擇購買整套,貌似淘寶上也有賣,PS:逐飛沒有整套改裝方案,因為做這個測試不是為了賣點東西搶誰的生意,純分析方案),只是平時檢修維護比較麻煩。
另外還可以在這個基礎上再給兩根旋轉柱上端加一片PCB進行固定,這樣可以提高結構的穩(wěn)定性,我們只是做個測試,便沒再做過多的改造,也許還有更好的方法,需要車友們自己多開腦洞,加油!
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原文標題:L車改裝淺析及性能測試
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