二部三组项目研发报告

1、复杂机电研发弹跳小车二部三组成员：指导老师：复杂机电研发整体设计机械结构设计整体控制设计测量设计目的目的目的设计一种：1.可在多种复杂地形行驶2. 可进行远距离操控3. 可实时观测周围环境4. 可对感的区域进行三维建模的陆地行进器。整体设计非接触测高混合动力整体设计实时图像传输机械结构设计结构设计思路以碳板作为主件；以角铝作为主要连接件，形成直角连接；需安装的主要有：电机、轮胎、风扇、电调、头，激光笔，各种驱动控制板。机械结构设计涵道风扇上支撑板充气轮胎电机+电池器电调下支撑板实际装备图2015/09/11机械结构设计主要零件：弹跳动力为105mm涵道风扇，理论推力34kg，采用6s锂电;行驶

2、驱动电机采用JGA25385直流转速249rpm，输出扭矩1.7kg*cm;电机，24V，比21.3，输出轮胎使用充气轮胎，轮径17cm，前二后一布置，前二为驱动轮。上下支撑板为3mm碳板;电池为6S，3200mah锂电。机械结构设计机械结构设计涵道风扇以固定角度提供斜向上的推力根据角度和推力大小推算出弹跳轨迹，结合测量得到的高度，算出提供推力的时间，小车既能按一定的轨迹越过物。推力F机械结构设计第一次弹跳测试2015/09/11机械结构动力部分采用105mm涵道风扇，理论推力多达34kg；使用舵机调节风扇的角度，可以实现多种控制策略，并可以在风扇下落时摆正风扇，提供推力，降低时的速度。摆动舵

3、机端面轴承前轮轮毂及前轴设计车轮选用成品橡胶轮胎，其结构限制了轮毂轮廓尺寸。所设计的轮毂分内外侧两半，通过三个螺栓连接在一起。通过3D打印来制作，材料采用PLS。前轴为驱动轴，故轮毂和轴之间不能有转动。设计如图示前轴形状，使轴能卡在两个轮毂中间。车轴通过车铣加工，材质为45#钢。前轮轴和轮毂的三维模型图如下：内侧前轮轮毂外侧前轮轮毂前轮轴前轮轮毂及前轴设计前轮轴及轮毂安装后的效果图如下：后轮轮毂及后轴设计后轮轮毂的形状也是由车轮决定的。不同于前轮轮毂处在于其与轴的连接方式。后轮是从动轮，允许车轴和轮毂的相对转动。紧固目标仅是不要使轴和轮毂发生相对轴向运动。设计中，后轮采用两个完全相同的轮毂。用

4、3D打印制作，材质为PLS。后轮轴采用车削加工，材质为45#钢。所设计的后轮轴和轮毂结构图如下：后轮轮毂模型图后轮轴后轮轮毂及后轴设计后轮轴及轮毂安装后的效果图如下：电机固定驱动电机选用带有器的电机。实物图如下图左所示。在用L形支座固定电机后，考虑到结构的强度，又在电机尾部设计了一个套筒形支座，该零件通过3D打印制作，材料为PLS，强度可靠。电机固定后的装配图如下图右所示：激光固定激光的安装要求是要有60的转动可调控范围，并且和头在同一水平面上。设计其紧固结构如下。左图为紧固在车底板上的基座。右图为转动，其和激光紧固。基座上的齿轮形结构是转角标度，间隔15。转动上设计有指针状的结构，用来指示转

5、过的角度。转动上还开有环形槽，用于安装实现螺栓的紧固联接。头固定设计紧固头结构如下，头的正方形底板紧压在方形结构中，再用螺栓将头前部固定。该零件通过螺栓紧固在底板上。结构改进改进后的，实测效果：组员提出以下改进方案，尚未实施：为了解决涵道风扇的自旋问题，设计出了以下结构：整体是一个辐条连接起来的轮毂；轮毂轴上安装外转子电机，驱动扇叶；特制轴肩可以在不妨碍轴运转下为电机提供电源局部放大控制系统架构角度高度距离油门前后左右UARTArduinoXBee角度舵机驱动板L298N120A电调FPV图传图像风扇电机轮胎电机轮胎电机头无线接口FUTABA R6208SB + T8FG8 通道比例控制距离2

6、km油门/左右/前后Xbee Pro S2BZigBee：低功耗/可组网距离1500m风扇角度/高度/距离FPV 图传5.8G2km 距离主控和程序Arduino MEGA 2560行进控制读控制L298N飞行控制读（手动控制）读高度/距离数据（自动控制）计算后，控制电调风扇角度控制读Xbee 命令控制舵机行进控制前进/后退510kmph无级变速没有反馈，有偏离左转/右转差速转向后轮横向摩擦力很大飞行控制高度控制根据高度和距离进行计算改变风扇启动时间和油门深度姿态控制IMU舵机控制风扇角度测量设计测量设计硬件原理优点：方便对感的环境进行三维重建头激光发射器测量设计测量设计硬件头：40万像素工作频率：5.8G测量设计测量设计原理放大倍数：距离：测量设计Hhf放大倍数：高度：H测量设计高度和距离头误差：3cm/1mOpe