刘华莉 范东辉 赵合长

摘 要：文章介绍了一种基于arduino控制板的双形态变形环保电动车。利用小型的单片机模型然后作为控制板然制造出一种可以变形的新形态电动车模型。通过此模型的设计思路和方法，制造出可以实现载人出行的新型载具。相较于其他两轮电动车舒适性得到巨大的提高，操作性降低，安全性能得到很大的提高，因为双轮并列排列更具有稳定性。

关键词;双形态新型电动车;变形;环保;arduinoUNO单片机

中图分类号：U469.7  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）10-17-03

Dual Form Deformation Environmental Friendly Electric Car

Liu Huali， Fan Donghui， Zhao Hechang

（ Department of Vehicle and Traffic Engineering， Zhengzhou Institute of Science and Technology，Henan Zhengzhou 450000 ）

Abstract： This paper introduces an environmental friendly electric car with dual shape deformation based on arduino control board. Using a small MCU model as a control panel， a new form of electric vehicle model that can be deformed is produced. Through the design ideas and methods of this model， a new vehicle which can realize the manned travel is manufactured. Compared with other two-wheeled electric vehicles， the comfort has been greatly improved， the maneuverability has been reduced， and the safety performance has been greatly improved， because the parallel arrangement of the two wheels is more stable.Keywords： Dual form new electric vehicle; Deformation; Environmental protection; ArduinoUNOCLC NO.： U469.7  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）10-17-03

前言

本论文的写作目的是讲述一种新型电动车的制作方案，以及经验。提出制作种双型态电动车所面临的问题以及解决方案。设计的整体思路，设计经验以及性能提升的方向。

现代车辆大都主导着低噪音、零排放、综合利用高和新能源方向发展以及车身小型化、舒适化、科技化。我们进行现代人们出行方式和消费观念的小调查，根据其相关信息和元素与现代新能源车辆相结合概括出我们小组的研究方向：双形态智能电车满足市场需求趋势加上其独特的创新设计会更符合当代消费观念。另一方面在国内前些年提出新能源计划，针对电动汽车新能源类车辆提供多方面的便利，对新型电车的研发高度重视和大力支持，所以此项的研究目标便是做出一辆新型双形态变换小车模型，具有很高的应用前景，主要从以下几个方面来讲述本个设计。

1 关于新型形态双轮变形环保电车的结构设计

1.1 电动车的侧面

支架牢固，主要为提高侧面的安全，并提供电机支架，传动轮支架，和变形支架结构。外轮为直接与地面直接结束，内轮与外轮之间有传动轮和支撑轮相接触，这样可以提供一个支点，在后面采用电动机带动两个动力轮使得电机的动力从内轮传递给外面的大轮，使大轮转动从而与地面产生一个相对的滚动状态。

在支撑结构上，分析力学原理，使车体的重心向下，电机的重心也向下，这样在启动和刹车运转的过程中更加的平稳，不至于、内轮转动。内轮是个相对静止的状态，在侧边加上了许多的支撑一方面提供車的整体强度，另一方面提升侧面的安全性能，让车的侧面能够安装车窗车门，使车具有密封性。

在车的两侧也有其他可以活动的链接，因有独特的作用，独特的结构，这里就不一一说明。

1.2 图1显示的是正面图

在设计的过程中充分考虑到了整体的结构和安全性。

1.2.1 一种新型结构可以改变形态的电动车特征

（1）利用两个轮子作为车身，起到支撑和转动的双重作用，利用差速原理让车子在很小的空间内就能实现转向，甚至能原地360转向，适应拥堵狭小路段。

（2）两个轮子中间的结构用处一方面将提供车的驾驶员乘坐的座位另一方面起到支撑结构的作用。

（3）两轮前方挡风板，采用变色玻璃，让外形更加美观，另外起到遮风挡雨的效果。

（4）变形结构用来改变车型的变形作用，利用电机传动就可以实現，新型的变形舵机。在车后方有个可以起到收缩的装置，此装置能够使两轮的轴距进行收缩，拥有独特的设计，其功能与舵机相似，主要是起到收缩作用，让车具有不同的运动模式。

（5）整体车的框架，使车具有抗变形起到安全防护作用。并且起到动力的传递的作用。

（6）车的刹车系统，采用第三轮辅助刹车提供一个支点，能够让电车在刹车的过程中起到不前倾的作用。

1.3 设计的整体效果图如图2所示

2 关于动力传输系统的设计研究

2.1 通过组装调试发现

驱动力不稳问题。将传送机构进行优化，采用摩擦力更大的弹性材料进行制作传动轮。然后让传动力更加大和平均的传递到外轮机构。并且作为改进版应该利用行星齿轮结构的可行性进行了实践和判断并且更加注重实践数据的获取，利用现有的技术材料经过考量和实验的到为了增加车的驱动力和平稳性可靠性，我们将内轮和外轮传动轮变换成太阳轮行星轮和行星架这样的结构，这样使得车子在传动的过程中动力更加稳定强劲可控。并且爬坡性能更加好。

2.2 采用行星齿轮传动的优点

（1）传动效率更加高效;

（2）传动方式更加稳定：

（3）制动效能更加优秀;

（4）爬坡动力性更好。

3 新形态变形环保电动车的变形设计要求

3.1 新形态环保电动车的变形要求设计

如图所示在双轮电车的性能提升上，可以增添变形要求，满足人们的更多的出行要求。

为了保证能够拥有合适的形态应对不同的路况以及速度的需求和对于停放更加 方便转弯更加方便，双形态电动车应当满足变形要求。采用新型的丝杠合并设计我们车的变形能够可以将形态进行改变。主要利用舵机控制双边轮之间的轴距，同时利用舵机的本体作为支撑机构，来增强双轮的强度。

新形态变形环保电动车的模型采用舵机控制。能够改变形态。

我们通过电车模型设计的综合分析，在对电车模型的问题上我们采用180度舵机进行变形结构的测试发现可行。放到实践过程中我们在实物的设计中设计了一种可以不用舵机专门经过机械变形就可以达到目的的创新性设计螺旋铰链缩进性设计，通过对左右两轮的整体构造之间留出足够的设计我们可以将设计的舵机转换为可以通过合适的缩进方式更改之间的轴距。达成相应的目标。

4 双形态变形环保电动车的线路设计

本车的动力源采用单向直流电24v根据中国安全电动车的安全设计规则则可以知道，线路的设计与要去直接采用防控电流电控软件即可并且可以利用安全的操作性原则将电流电板控制安装以arduinoUNO板为控制核心的电动车模型控制原理;

传感器检测到的平台运行的位移和姿态信号通过一定的控制策略。计算出控制量，再经PWM控制及驱动器放大后驱动无刷直流电动机运转，随时调整车体平台的运行速度，从而使车体平台始终保持平衡状态。控制器电路主要由TMS3;20LF2407A、电机驱动芯片、电池模块以及外围电路组成。其控制电路原理框图如图所示。

图制器电路原理框图采用微硅陀螺仪和倾角传感器的组合构成姿态传感器来检测车体平台的运行姿态。其中，微硅陀螺仪检测的是平台绕转动轮轴转动的角速率，倾角传感器检测的是平台相对于水平面的倾角。控制板采集来自倾角和角速度传感器的信号并对信号进行调理（消波、整形、偏移），然后将信号传送到，经过 DSP的运算处理（控制算法由电动车系统的数学模型推导而出）L7，通过DSP的两路PWM 控制

信号发出，再经过电机驱动模块驱动电机运转，控制小车保持平衡状态。

5 结语

本设计从整体方面论证双轮电动电动车的可行性，开拓了双轮电动车的新设计，模型整个设计通过利用轻便控制板，arduino板来实现控制，本车结构采用新型的双轮结构，利用两个轮子构架车车的车体。使电车具有更强的稳定性，提高了舒适性安全性。这样会使车的整体体积相对于四轮或者三轮车占地面积更小，制作成本更低。

同时安全性能也会更好。本车采用步进电机来提供车的动力来源。同时采用步进电机可以准确的控制车的转向以及刹车。采用丝杠来使车达到变形的效果。使车在不同路面不同需求下能更好的适用。在未来的社会应用过程中应该拥有良好的应用市场。

参考文献

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