寻迹小车 followme--之一：起因、目标及车体设计.htm

机器人应用的全套实例寻机小车

                        <UL>
                          <LI>外形尺寸不大于10*10cm（MiniSumo的规则要求）； 
                          <LI>在满足走轨迹的要求的同时兼顾 MiniSumo 灵活性的需求； 
                          <LI>机械机构要简单，取材要方便，便于自制； 
                          <LI>成本要低（期望车体部分控制在50 - 60元左右，连基本的控制部分 200元以内）； 
                          <LI>电机要有一定的改进可能，便于逐步提高机械性能，以满足MiniSumo的要求； 
                          <LI>电机的驱动电路也要有可能扩充，以满足电机的要求； 
                          <LI>控制部分要容易上手，有便宜的开发手段； 
                          <LI>控制部分要有扩充、提高的可能，满足MiniSumo中的高级需要； 
                          <LI>控制部分组成要灵活，便于不同学习目标的人有所选择。 </LI></UL>
                        <H3>四、车体设计</H3>
                        <P>4.1设计依据</P>
                        <P>因为要考虑日后能够用于MiniSumo竞赛，所以车体尺寸必须在 10*10cm 
                        范围内。而且MiniSumo 
                        对车的运动灵活性要求较高，基本不能考虑模型汽车的转向机制，所以将利用模型底盘改制的可能排除了，必须使用两轮转向机制的结构。</P>
                        <P>车体设计主要考虑的因素有：底盘、电机选择、驱动方式。</P>
                        <P><B>底盘设计：</B>为了便于制作，日后在上面安装其它东西方便，同时具有一定的重量，使小车运行稳定，所以采用 
                        10mm 
                        厚的聚氯乙烯板材制作，此材料便宜，加工特性好，可以直接打孔攻丝，不像有机玻璃那样易碎，只是美观差一些。外形设计成圆型，主要是为了在MiniSumo 
                        中不至于频繁的互相卡死。</P>
                        <P><B>电机：</B>电机的选择是最困难的，既要便宜，又要容易使用，还要有改进提高的可能。四驱车的130电机应当是最好的选择，此种电机有便宜到几块钱的，也可以花费上百元改制，使之性能大大提高。如果选择带减速机构的电机，驱动方式是很方便，直接将轮子固定在齿轮箱的输出轴上即可，但不足是：其一是价格高，通常一只在30元以上。其二是改变电机性能比较困难。所以还是选择了130电机。</P>
                        <P><B>驱动方式：</B>因为选择了130电机，驱动方式就相对麻烦。开始受到论坛上曾介绍的那辆纽扣电池小车的启发，才决定采用130电机的，因为他那种摩擦传动方式比较容易实现。后初步尝试了一下，效果不好，主要是压紧了之后，电机轴与轴套间的摩擦损耗太大，压松了打滑。后改用皮带传动才得以实现。</P>
                        <P>之所以没有选择齿轮传动，主要是因为没有选到合适的齿轮，而且觉得难以得到不同规格的齿轮，想改变传动比就很困难。用皮带传动只需改变传动轮的大小即可得到所需的传动比，而传动轮制作比齿轮方便许多。</P>
                        <P>为了简单且不受制约，轮子自制，轮胎用O型密封圈，轮毂和皮带传动轮合并，采用尼龙棒车制。传动皮带也是用O型密封圈。这种方式可以按照自己的需求随意改变轮子的大小和宽窄，比较灵活。O型密封圈规格较多，取材方便，价格也便宜，通常在一元以下一只。</P>
                        <P>车体采用了两轮驱动方式后，另外一个支撑点就成了问题，多数万向轮对于这个10cm 
                        的小车来说太大了。我为此设计了一个使用10mm钢珠的球形支点，在摩擦小的时候是滑动，摩擦大时滚动，性能基本能满足要求，且价格很便宜，总共不到2元钱。</P>
                        <P>4.2 详细设计</P>
                        <P>车体中底盘、轮毂、小传动皮带轮（安装在电机轴上的）、球形支撑座采用自制方式，详见所附设计图纸。<BR>固定电机采用最常见的固定管线夹，规格20mm的，大部分五金电器店均有。</P>
                        <P>目前设计的传动比为8：1，轮胎选用内径30mm、粗5mm的O型密封圈。</P>
                        <P>传动皮带选用内径 35mm、粗1.8mm的O型密封圈。</P>
                        <P>为了轮子转动灵活，中心嵌入了一个内径3mm、外径10mm、厚度4mm的滚珠轴承，轮子安装结构见附图。<BR>之所以将车轮设计为直径约40mm，是为了底盘下有一定的高度，便于安装光电头，用于检测轨迹以及以后的MiniSumo中检测是否到边。</P>
                        <P>其它就是一些螺丝、螺母、垫圈等通用件了。</P>
                        <P>这样的小车底盘虽说不十分完善，但是相对来说基本满足了多数要求，且在上面比较容易构建自己的结构，目前底盘上所设计的四个M3的螺丝孔就是为了安装25mm的垫柱，构成2层平面，以安装控制部分。还可以升到3层，安装自己需要的东西。关键是取材容易，便于自制，价格不高，除去几个自制件和电机，其它的东西购买不超过15元。</P>
                        <P>以下是我在验证设计可行性过程中制作的原型及一些选用的标准件，供参考。</P>
                        <P>小车车体原型：<BR></P>
                        <P align=center><IMG height=320 
                        src="寻迹小车 FollowMe--之一：起因、目标及车体设计.files/image001.jpg" 
                        width=320><BR>正面<BR></P>
                        <P align=center><IMG height=320 
                        src="寻迹小车 FollowMe--之一：起因、目标及车体设计.files/image002.jpg" 
                        width=320><BR>反面<BR></P>
                        <P align=center><IMG height=320 
                        src="寻迹小车 FollowMe--之一：起因、目标及车体设计.files/image003.jpg" 
                        width=320><BR>加装一个安装平面<BR></P>
                        <P align=center><IMG height=320 
                        src="寻迹小车 FollowMe--之一：起因、目标及车体设计.files/image004.jpg" 
                        width=320><BR>O型密封圈<BR></P>
                        <P align=center><IMG height=320 
                        src="寻迹小车 FollowMe--之一：起因、目标及车体设计.files/image005.jpg" 
                        width=320><BR>固定管线夹<BR></P>
                        <P align=center><IMG height=320 
                        src="寻迹小车 FollowMe--之一：起因、目标及车体设计.files/image006.jpg" 
                        width=320><BR>滚珠轴承</P>
                        <P>附件（所有文件为PDF格式，每个文件为100K-120K）：</P>
                        <OL>
                          <LI><A 
                          href="http://www.robotdiy.com/images/FollowMe_robot/FollowMe_robot_01.pdf">底盘设计图</A> 

                          <LI><A 
                          href="http://www.robotdiy.com/images/FollowMe_robot/FollowMe_robot_02.pdf">轮毂及皮带传动轮设计图</A> 

                          <LI><A 
                          href="http://www.robotdiy.com/images/FollowMe_robot/FollowMe_robot_03.pdf">滚珠轴承盖设计图</A> 

                          <LI><A 
                          href="http://www.robotdiy.com/images/FollowMe_robot/FollowMe_robot_04.pdf">小皮带传动轮设计图</A> 

                          <LI><A 
                          href="http://www.robotdiy.com/images/FollowMe_robot/FollowMe_robot_05.pdf">球形支撑座设计图</A> 

                          <LI><A 
                          href="http://www.robotdiy.com/images/FollowMe_robot/FollowMe_robot_06.pdf">车轮安装示意图</A> 

                          <LI><A 
                          href="http://www.robotdiy.com/images/FollowMe_robot/FollowMe_robot_07.pdf">球形支撑示意图</A> 
                          </LI></OL>
                        <P>（未完待续）</P>
                        <H3>参考资料：</H3>
                        <P>1、 摩擦传动方式的桌面寻线小车 
                        http://elm-chan.org/works/ltc/report.html <BR>2、 
                        MiniSumo竞赛规则 
                        http://www.botlanta.org/MonthlyContest/sumo/mini-sumo.html 
                        <BR>3、 MiniSumo 竞赛视频 
                        <BR>http://www.robotgames.net/photogallery/wcrg2004/Videos/Mini-Sumo%20(advanced).mpg 
                        <BR><BR><BR></P>
                        <H2 align=left>提示：</H2>
                        <P>由于文章是分开多节上传到网站上，为了方便大家讨论，请把相关的问题集中在<A 
                        href="http://www.robotdiy.com/phpbb2/viewtopic.php?p=48671" 
                        target=_blank>这个帖子</A>上，这样可以方便作者回答大家的问题，谢谢！<BR></P></TD></TR>
                    <TR>
                      <TD class=type4 align=right>
                        <DIV align=right><A 
                        href="http://www.robotdiy.com/friend.php?op=FriendSend&amp;sid=261"><IMG 
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                        align=middle 
                    border=0></A>&nbsp;</DIV></TD></TR></TD></TR></TBODY></TABLE><BR><BR>
                  <TABLE style="TEXT-ALIGN: left" cellSpacing=2 cellPadding=4 
                  width="100%" border=0>
                    <TBODY>
                    <TR>
                      <TD class=article-top 
                        style="BACKGROUND-COLOR: #e0e0e0">评论 - <A 
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                    <TR>
                      <TD class=white>
                        <DIV align=center>所有的评论属于张贴者，本网站不对任何内容负责。 
                        <FORM action=mod.php method=post>定制显示方式:显示&nbsp;<SELECT 
                        name=cmt_new_thold><OPTION value=-1>-1 : 
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                        </DIV><BR>
                        <TABLE width="100%" summary=Comment border=0>
                          <TBODY>
                          <TR>
                            <TD class=type4>还有省钱方法 | (Scores: 0)<BR>作者: 
                              Anonymous 发表日期: 星期五 07 七月 @ 20:13:32<BR></TD></TR>
                          <TR>
                            <TD>还有省钱方法:<BR>1.底板尽量靠近地面,寻迹光电对管直接按装底板上,抗外界光干扰性好!<BR>2.万向轮直接用Ф5mm发光二极管替代;<BR>[e-mail] 
                            </TD></TR>
                          <TR>
                            <TD><BR>[ <A 
                              href="http://www.robotdiy.com/mod.php?mod=comments&amp;op=reply&amp;cmt_cid=1">回复</A> 
                              ]<BR><BR></TD></TR></TBODY></TABLE>
                        <TABLE width="100%" summary=Comment border=0>
                          <TBODY>
                          <TR>
                            <TD class=type4>支持 | (Scores: 0)<BR>作者: Anonymous 
                              发表日期: 星期六 08 七月 @ 15:11:40<BR></TD></TR>
                          <TR>
                            <TD>强烈支持，我也跟着看图搞一个 </TD></TR>
                          <TR>
                            <TD><BR>[ <A 
                              href="http://www.robotdiy.com/mod.php?mod=comments&amp;op=reply&amp;cmt_cid=2">回复</A> 
                              ]<BR><BR></TD></TR></TBODY></TABLE>
                        <TABLE width="100%" summary=Comment border=0>
                          <TBODY>
                          <TR>
                            <TD class=type4>构思不错 | (Scores: 0)<BR>作者: 
                              Anonymous 发表日期: 星期六 08 七月 @ 15:21:04<BR></TD></TR>
                          <TR>
                            <TD>支持一下,表示来过,[e-mail] </TD></TR>
                          <TR>