对直立车模而言,机械结构直接决定车模的速度上限与稳定程度,结构不稳定,必然会导致车模运行不稳定。直立车模目前允许使用的型号为D、E型车模。两种车模均为两轮驱动车模,依靠后轮提供驱动力,供车模完成直立与循线任务。E型车模和D型车模分别由不同厂商供应,相比较而言,D型车模性能更好,绝大多数参赛队伍都选择D型车模。下面介绍这两种车模的机械结构装调方法。
如图3.44所示为E型车模实物。E型车模电机为一对RS380 电机,电池的默认安装位置在电机上部,有专门的电池槽位固定电池,两车轮轮距较宽。需要注意,E型车模的电机齿轮齿数较多且密,若没有调整好电机齿轮与车轮连轴齿轮的啮合,那么在实际调试车模过程中易出现打齿现象。
图3.44 E型车模实物图
图3.45 D型车模实物图
如图3.45所示为D车模实物,车模电机同样为一对RS380 电机。D型车模不存在专用的电池槽位,需要参赛选手自行搭建固定电池的槽位。D型车模的车轮连轴齿轮的齿数相对较少,轮距比E型车模窄一些,车模的转动能力也相对差一些。此外,D型车模的车模底板较硬,不容易发生弯折与震动。
车模重心的高低直接影响车模的转向能力,车模重心的高低主要影响车模高速运行时的性能。一般情况下,车模在高速运行时,重心越高,车模越容易发生侧翻,在高速过弯时越容易发生侧滑。因而车模在安装时,电池的高度应该尽可能地贴近地面,电路板安装位置也应该尽可能低。
下面给出直立车模装车过程中可以选择的机械结构安装方案。
如图3.46所示为摄像头直立车模的机械结构安装方案。对摄像头车模而言,通常会选取电池在前,即与运行方向一致的结构搭建方案,这样搭建的车模其速度控制较为容易,转动惯量小,重心低,适合高速行驶,车模的运行速度上限更高。
如图3.47所示为电磁直立车模的机械结构安装方案。对电磁车而言,车模机械结构搭建方案有三种,第一种是电池与车模运行方向相反,第二种是电池与车模运行方向一致,第三种是车模底板垂直于地面,电池直接固定于底板上。第一种方案的车模重心靠前,加速度大,转动惯量小,车模行驶速度上限高,但过坡稳定性不高,速度可控性差。第二种方案车模速度控制较为容易,车模转动惯量大,过坡稳定性高,整体较为稳定。第三种方案车模转动惯量最小,但车模过坡稳定性较差。
图3.46 摄像头直立车模机械结构安装示意图
图3.47 电磁直立车模机械结构安装示意图
不同安装方案中,电池摆放位置不同,对于直立车模而言,电池的质量在 200g左右,占车模总质量的1/4 左右,电池位置直接决定了车模的重心位置,进而影响车模的运行性能。重心的位置直接影响车模的转向能力,对于直立车模这种仅仅依靠两个后轮驱动的车模而言,最理想的车模结构应该是重心位置在两车轮轴心上,即将电池摆放尽可能地贴近于车模两车轮轴心,这样车模的转向性能是最好的,更能顺畅地通过弯道。安装电路板时也应该遵循这个原则,尽可能地将电路板安装于两车轮轴心上。
如图3.48所示为车模电路板与电池的安装摆放示意图。安装规则遵循前面所述,电池尽可能地贴近两车轮轴心,电路板直接摆放在两车轮轴心上方。
图3.48 电池与电路板安装示意图
齿轮的啮合直接影响到电机的工作,啮合太紧,电机的输出转矩将无法顺利传动到轮胎上,绝大部分都损耗在了齿轮上。除此之外,还会直接导致电机发热,加快电机的损耗。而齿轮啮合太松,对齿轮的损伤特别大,当车模高速运行时,轮胎的转动速度也特别快,如果啮合得太松,可能会出现打齿的现象,直接损坏齿轮。
用力转动轮胎,轮胎通常能够顺滑地转动2~3 圈,并且不发出任何异样的阻塞的声音,这种情况表示齿轮啮合较好。此外,在齿轮啮合调整好后,还需要在齿轮上涂抹润滑油,保持齿轮间的润滑。
在车模行驶速度较高时,轮胎对车模运行的影响非常大,要想车模行驶速度快、稳定性高,一副好的轮胎、一套合适的控制算法和一套合理的装车方案是缺一不可的。关于轮胎处理,现在有很多的争议,有人极力要求限制,但是在规则允许范围内,轮胎肯定要进行处理。
关于D型车模的轮胎处理,首先是轮胎内海绵要宽且厚,D型车模原装轮胎海绵不太合适,需要更换性能更好的海绵。其次是粘接轮胎内圈、外圈,用胶水粘接胎皮与轮毂相接触的地方,其目的一是防止轮胎与轮毂产生相对位移,二是防止车模转弯时胎皮外翻。上述步骤只是为了防止轮胎出现非正常情况,重要的处理步骤是后续的打磨轮胎和保养轮胎。对于新轮胎,可以先将轮胎连同其轴卡在台钻上用砂纸打磨,直到冒烟或者发烫,再涂抹轮胎水,用保鲜膜密封,过3~4 个小时就可以用了。关于轮胎的保养,只要车模没有调试就最好给轮胎涂抹轮胎水,这样处理以后车模跑两个星期基本就可以磨出一副摩擦力较好的轮胎。
而对于E型车模的轮胎处理,其材质与D型车模的不太一样,不需要专门进行打磨处理。仅仅只需要使用704或者706胶水对轮胎进行密封处理,车模经常在赛道上行驶,通过自然行驶打磨,就能获得一副性能较好的轮胎。