智能两栖车转向系统设计

邓昊佳，付 宇，文 雪

（黑龙江工程学院，黑龙江 哈尔滨 150026）

舵机作为智能小车的“心脏”。在智能两栖车中也是处在特别关键的地位，在本实验中舵机的主要作用就是通过输入信号的脉冲宽度来调节舵机输出转轴角，通过这种方式来达到智能小车在无人操控的情况下完成转向的目的。

1 稳压电路

控制电路主要包括：电源部分：可以提供电能；单片机模块：作为控制智能；直流电动机驱动：小车运动控制；按键：控制系统的人机接口；LED显示部分等。因为舵机的运行需要+6V的稳压电源，所以本实验需要设计一个输出为+6V的稳压电路。采用端集成稳压器7806组成的稳压电源电路，输出电压Uo稳定+6V。

2 主控芯片

该设计是以MSP430F3274单片机为核心部件。MSP430是一款16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有及其丰富的寻址方式，丰富的片内资源，处理能力十分强大、系统工作状态稳定，而且最主要是它具有多路 PWM输出。

3 智能两栖车的避障

避障是智能小车在运动过程中基本的功能，而避障首要是需求确定机器人自身与障碍物的距离。本次设计小车的避障模块采用SRF08超声波收发模块，其接收与发射频率为40 kHz，检测距离范围为 4～7 cm，控制端：SDA 和接收端：SCL，本设计一共采用4个超声波收发模块安装在小车的正前方，后方和左右前方四个方位，4个模块接在 MSP430单片机的端口上，采用 I/O触发测试距离，能有效的测试自其人自身与障碍物之间的距离。单片机给控制器 SDA提供25μs高电平信号，模块自动发送40 Hz方波，并且检测信号能否返回，若有返回信号，接收端SCL管脚输出高电平，信号从发射到返回的时间就是高电平持续的时间，从而计算出信号从发射到接收所用的时间t，常温下信号在空气中的传播速度v，此时可得到是否避障的距离s，为s=vt/2。

4 基于水中转向的外观设计

本设计采用密封底盘的防水方式，前轮作为在陆地与水中的主要转向装置，前轮的转向角度决定了两栖车在水中与陆地的转向状态。而防水的密封底盘则会对前轮的转向产生一定的限制。所以需要对底盘的前轮部分进行一定程度的改造，如图所示为设计的仿真防水底盘，将前轮挡泥板处向内凹陷一定的距离，这个距离既要保证前轮的转向不受影响又要保证能够达到良好的密封性。在这个距离处做防水板既可以达到本次试验对于转向性能的要求，还可达到防水的目的。

图1 基于水中转向性能的密封底盘设计（图左为前轮底盘，图右为后轮底盘）