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北京市西城区广安门
内广义街5号广益大厦
大赛作品详情

作品名称:绿洲骑士——STM32六轮环境监测越野车
学校名称:烟台大学
参赛队伍:绿洲骑士
参赛学生:董超 徐奇旺 蓝蔚航  
指导老师:彦飞  

详细说明

本产品是一款基于STM32单片机控制的六轮摇臂摆杆系统驱动环境监测与植树造林树木生存环境越野车。它专为恶劣环境如沙漠、沿海滩涂和沙地等设计,以提供高效、可靠的环境监测和植树造林支持。该产品集成了多种先进传感器,能够实时监测土壤湿度、温度、CO2浓度、PM2.5等关键环境参数,搭载自绘开发板和电机驱动板,并实现ArduinoSTM32进行串口通信,数据互传,并搭载Air780E 4G开发板,用以与远程基站控制和手机端控制,并通过无线通信模块将数据传输到远程服务器或控制中心。采用六轮摇臂摆杆系统,提供出色的越障能力和地形适应性,确保在复杂多变的沙漠地形中稳定行驶。 GPS系统精确定位小车位置,规划最佳巡检路线,提高监测效率。利用太阳能板可再生能源为小车供电,增强续航能力,降低运营成本。采集土壤和水样等样本,为实验室分析提供准确数据。搭载高清摄像头,结合图像识别软件,进行植被覆盖和沙化程度分析。集成小型计算机或微处理器,对收集的数据进行现场处理和分析,减少数据传输量,提高响应速度。

绿洲骑士的产品结构与工作原理是高度模块化和集成化的,旨在确保在恶劣环境下的稳定性和可靠性,。本作品通过Altium Designer进行PCB电路板的绘制,完全自绘。

1. 控制单元模块

STM32F407芯片的核心板V7:作为核心控制单元,负责协调和处理来自传感器的数据,用来传递命令给电机驱动板,并集成数据变量于一体,执行任务指令。

传感器数据处理:接收并处理来自各种传感器的信号,进行必要的数据转换和校准。

2. 驱动模块

通过核心板来控制电机驱动板,通过传输电路使得电机接收到PWM信号,进行六轮的驱动,也可控制乐视摄像头的两个舵机,使其可实现三自由度的转动平动。

3.车身独特结构设计

六轮摇臂摆杆系统:摇臂摆杆悬挂系统(Rocker-Bogie Suspension)是一种专为极端地形设计的悬挂系统,它使得车辆能够适应复杂多变的地形,如岩石、沙地和陡坡等。这种系统通过摇臂和摆杆结构,保证了各个车轮与地面的接触,即使在极端不平坦的地面上也能保持稳定。六轮摇臂摆杆系统由以下关键部件组成:

摇臂(Rocker):构成了悬挂系统的主框架,允许车轮在垂直方向上移动,以适应不平坦的地形。

摆杆(Bogie):连接摇臂和车轮,允许车轮在水平方向上移动,进一步增强了系统的灵活性。

驱动电机:每个车轮都由独立的电机驱动,提供了精确的控制和强大的动力。

悬挂连杆:连接摆杆和车轮,确保车轮能够随着地形的变化而上下移动。

稳定器:用于控制车身的侧倾,提高车辆的稳定性。

     

电机驱动单元:采用高效电机和L298N电机驱动模块,可以精确控制每个车轮的驱动力和转向角度,实现精确的车辆操控,实现六轮独立驱动和精确的速度控制。

我们团队并借助计算机进行了结构设计的理论性的计算,根据小车的重量、巡航速度、电机功率、电机扭矩、摇臂长度、要比宽度、要比摆动角度、要比曲率半径、轮子与地面接触面积、垂直力、驱动力、轮胎半径和宽度、弹簧刚度及阻尼系数(c)等数据进行测量并验证结构的合理性

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