吐槽与出谋划策

卓老师您好!我今年指导了两组车子,由于各种原因,临近暑假学生才把车子跑起来。车子做的很不稳定,车子电磁检测部分无法适应比赛场地,过不了圆环。成绩不是最终目的,但学生的失望与难过我看在眼里。在这里想跟您谈谈我的想法。

1、 赛道参数标准化

无论电磁的赛道还是光电赛道,实际比赛时候,总是和在家训练时候,有不少差距。不少队伍反映,电磁的信号线实际电流和100毫安差别很大。还有就是光电赛道的光线问题。当然,如果坐车时候充分考虑了这些因素,车子还是能做好的,但这客观上给了比赛不少不确定性,尤其是对于头一次参赛的学生。


其实这两个问题都不难解决。电磁信号在布线时候,重新用仪表测试一下,而不是只看信号源上的显示。同时也要考虑信号源的温漂。


而光电赛道可以考虑用显色性比较好的白炽灯光源补光,补光灯用支架安防在赛道三米高的地方,光源的数量,排布以及实测的照度都公开。用支架做补光灯的成本也很低。

二、吐槽车模

1、贵。目前官方指定的车模大概都在五六百元,这个价格和淘宝上的遥控模型车相比,贵了不少,而且相比于遥控模型车,写官方指定的车模只是个空车架。按照成本来核算,不算电池、充电器、舵机,这个车模的成本大概不会超过100元。当然,小批量的车模和大批量的遥控车,是应该贵一些的,但这个价格确实高了点。

2、性能不好。车模的差速、转向结构、电机性能、变速齿轮,都很一般。。滚珠差速很难调好;转向部分回程误差大;电机功率有点高,太耗电;变速齿轮速比不一定合适,车子在2到3米之间的时候,无法匹配到电机的最大效率点。

3、车模种类太多,不同组别,车模通用型差。

4、电池太大,太重。稍微动一下电池,就会导致车子重心发生明显改变,对调试机械很不利。

三、车模改进建议

1、重新设计车模,尽量统一各组别车模。

车模底盘和转向部分,只设计一种。后轮电机驱动,设计为两种,一种是单电机加差速器的结构。一种是双电机驱动方式。底盘兼容两种电机驱动方式。直立组用双电机,其他组别用单电机。


取消三轮组,因为三轮组的差速控制原理上和直立一致,三轮组没有必要设置。

2, 电机编码器合体

目前的大家用的最多的迷你编码器,是用as5040做的磁编码器。我查了一下,芯片价格是4美金左右,加强机械加工的成本,应该能控制到50元一个编码器。而大部分淘宝商家的售价,在180元左右。只有一个良心商家的售价是95元。如果将编码器和电机合体,编码器轴上直接加磁铁,芯片黏贴安装,就不用买成品编码器了,成本不会超过30元。当然,这需要改进车模,才能方便安装。如果采用地分辨率的多极磁环+霍尔传感器做编码器,就更便宜了。

3、取消颠簸路段

考虑到车模设计的成本,车模上不设计减震。减震完全由轮胎完成。与之对应,赛道元素中取消颠簸路段。

4、 不再指定车模电池型号,只规定车模电池电压范围。

充满电后,车模电池供电电压不超过9v。(无线节能的超级电容不算为电池。)这样大家可以选择原来的电池供电,也可以选择2s的动力锂电池供电。目前淘宝上1500毫安,7.4负的动力锂电池价格在三四十元,耐用、性能方面不输当下的电池组。

四、吐槽赛道材质

赛道太贵,一个五六十米的赛道,两千多块。一个圆环元素都要几百块,太坑人了。而且容易老化,老化之后摩擦力就下降,无法使用。一个赛道,一般两个队伍同事调试,多了就太热闹。全国几千只参赛队伍,跑道一年投多少钱?300万是比较保守的估计。

五、如何改进赛道?

才能降低赛道成本。降低赛道成本有以下几个思路。

1、减小车模尺寸。

目前官方使用的车模,是1比10,或者1比12的模型车尺寸。如果把车模改成1比18到1比24,这样赛道宽度就可以减少到30公分,缩小跑道尺寸,降低成本。缩小车模,缩小跑道尺寸,还能带来其他成本的缩减。

2、更换赛道材质和布置方式。

我在淘宝上查了很久,目前比较便宜的摩擦力比较理想的赛道材料是一种白色光面pvc底板革。12元一个平方。赛道材料不再切割,直接铺成8×10米的矩形,成本不超过1000元。电磁线直接布置到矩形底面上,光电组的赛道形状可以用环保墙面漆在地面上手工涂抹出来。

3、统一车模轮毂材料,使用软硅胶材料做轮毂。

平面硅胶材料几乎和所有光面材料之间都有比较大的摩擦力,摩擦系数轻易达到2.0以上,50厘米的转弯半径,3.2米的速度转弯,也不会打滑。这种硅胶材料,开模成本也很低。

我的这些想法,改动太大,实施起来可能比较困难。对于如何实施,我也进行了一些假想的推演。

1、首先改进车模。我核算了一下,按照我的思路改进车模,不含电池,销售价格应该能控制到180元,先到网上光固化3d打印出转向、轮毂、变速等配件,底盘使用环氧树脂板材cnc加工,组装测试性能,然后发起众筹开模费用,10万投入应该能完成车模的改进与销售工作。有了销售,就可以循环推进。

2、电机与编码器改进。联系一个微型电机厂家,订单生产前后输出轴的电机,这样可以把变编码器直接安装到后输出轴,操作起来就容易多了。

3、胎皮与赛道改进。目前淘宝上有不少买硅胶手环的商家,联系他们,开模生产新的硅胶胎皮。有了硅胶胎皮,对赛道材料的要求就很低了,前面讲的低价底板革可以用。甚至0.2毫米厚白色不透明塑料薄膜做赛道,都没有问题。这些材料我都测试过。

今天暂时想这么多,以后有了想法再与卓老师探讨。

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