2、无人方程式赛车线控转向系统的设计与优化

无人方程式赛车线控转向系统的设计与优化

1. 机构选型

• 转向电机选型 ：一般助力转向电机布局主要有三种类型，分别是C - EPS（柱式电动助力转向）、P - EPS（小齿轮电动助力转向）和R - EPS（齿条电动助力转向）。基于比赛规则要求和车身结构限制，选择了C - EPS布局，这种布局能让转向电机安装在转向柱上，保证了前舱有足够空间。采用的是天尚源第一代线控转向系统（DWSBW2001），它由有线转向控制单元、角度传感器、扭矩传感器和执行器组件构成，具有尺寸紧凑、结构简单、成本低的特点，适合无人方程式赛车的改装与设计。该系统集成了角度和扭矩传感器，采用CAN通信进行信号传输，满足通信要求，且电机的动态参数与应用匹配良好。
• 万向节选型 ：选用了改进的双十字轴万向节进行动力传输。相较于上一季使用的万向节，这种万向节间隙更小，传动性能更稳定。它带有键槽和两个螺纹顶部，便于连接，能部分避免过大的自由行程，增强动力传输的稳定性。
• 转向器选型 ：选择了专为独立前悬架的乘用车和小型商用车设计的齿轮齿条式转向器。与上一季使用的直齿齿轮齿条式转向器相比，斜齿齿轮齿条式转向器具有传动平稳、噪音低、啮合精度高、承载能力强、使用寿命长、无间隙和冲击现象等优点。虽制造成本较高，但加入了间隙调整机构，以确保精确传动和齿轮与齿条之间的适当啮合间隙。齿轮参数如下表所示：
  | 名称 | 代码 | 齿轮 | 齿条 |
  | ---- | ---- | ---- | ---- |
  | 法向模数 | (m_n) | 2 | 2 |
  | 齿数 |