电子设计大赛往返小车设计报告VIP免费

往返小车设计报告一.题目要求1、任务设计并制作一个能自动往返于起跑线与终点线间的小汽车。允许用玩具汽车改装，但不能用人工遥控（包括有线和无线遥控）。跑道宽度0.5m，表面贴有白纸，两侧有挡板，挡板与地面垂直，其高度不低于20cm。在跑道的B、C、D、E、F、G各点处画有2cm宽的黑线，各段的长度如图1所示。2、要求A．基本要求（1）车辆从起跑线出发（出发前，车体不得超出起跑线），到达终点线后停留10秒，然后自动返回起跑线（允许倒车返回）。往返一次的时间应力求最短（从合上汽车电源开关开始计时）。（2）到达终点线和返回起跑线时，停车位置离起跑线和终点线偏差应最小（以车辆中心点与终点线或起跑线中心线之间距离作为偏差的测量值）。（3）D～E间为限速区，车辆往返均要求以低速通过，通过时间不得少于8秒，但不允许在限速区内停车。B．发挥部分（1）自动记录、显示一次往返时间（记录显示装置要求安装在车上）。（2）自动记录、显示行驶距离（记录显示装置要求安装在车上）。（3）其它特色与创新。3、评分标准项目与指标满分基本要求设计与总结报告：方案比较、设计与论证，理论分析与计算，电路图及有关设计文件，测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。50实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项15完成第（2）项25完成第（3）项104、说明（1）不允许在跑道内外区域另外设置任何标志或检测装置。（2）车辆（含在车体上附加的任何装置）外围尺寸的限制：长度≤35cm，宽度≤15cm。（3）必须在车身顶部明显标出车辆中心点位置，即横向与纵向两条中心线的交点。二.方案论证与选择1.方向控制方案的选择：方案一：采用后轮动力驱动，前轮由舵机控制其转向。这种方式的优点是转向快速度快，转向灵敏，适合于高速场合，但是其缺点是转弯半径大，不易控制转角，不适合用在对转角精度要求较高的场合。方案二：采用左右两个独立电机驱动，通过控制两电机的转速和正反转来控制车的方向，即通过左右速度差来控制转向。其优点是转弯半径可以很小，甚至可以原地转弯，角度也可以精确控制，适合转向角度比较精确的场合，但是其缺点是转弯速度较慢。根据本次题目的要求，对转弯的精度要求较高，而速度没有很高的要求，所以方向控制选择第二种方案。2.电机的选择：方案一：采用步进电机。步进电机转角精确，扭矩大，但转速较慢，且控制较为复杂。方案二：采用直流电机。直流电机控制不如步进电机精确，但是其速度快，体积小，并且更容易控制。考虑题目的要求，并不需要精确到用步进电机，为了控制的方便，故采用直流电机驱动。3.车体的选择方案一：采用RP5履带车底盘，其比较专业驱动能力强，扭矩大，，造型美观，扩展性强，但是比较贵（不过不用自己掏钱）。方案二：用玩具车改造。成本较低，且省去很多制作上的麻烦，但是由于其是已经设计好的产品，扩展性差，许多方面很难达到我们需要的要求。方案三：自己做车体。这样可以制作出完全符合我们要求的小车车体，各部分可以进行专门的设计，但是制作方面费时费力，在整个题目中将占据较多的时间和精力，成本较高。综上考虑，采用方案一，直接选用RP5履带车模型做扩展。三.总体设计1.方案设计：本系统以51单片机为核心，实现控制小车转速、方向、采集信息，显示等功能。红外传感器避障，可以使小车尽量沿跑道的中线运动，以实现最小偏差。扫描黑线，可以判断小车所在的位置。2.系统框图：3.理论分析与参数设计：（1）转速与距离的计算根据测量，轮子的直径（已经包含履带）D=5cm，周长s=15.7cm，测速齿轮与车轮的转速比为4:1，设行驶距离为S，齿轮转动总圈数为n，则S与n的关系为S=15.7*n/4=3.93*n（cm）。现假设以车的几何中心为轴线转90°，则每边轮子需走过的距离为?的以轮距宽度为直径的圆弧，即9.42cm，算得计数齿轮需要转3圈。通过一定的换算，就可以计算出转任意角度时计数齿轮所需转的圈数。减速区的长度为2m，需要计数齿轮转动50.9圈，而停留时间要大于8s，所以齿轮的转速要小于6.3转每秒。以上均为理论计算，由于摩擦力和打滑现象的存在，转弯角度会跟计算值有些偏差，需要做统计实验进行修正。（2）避障传感器感应距离的...