自动化大卡车防碾压与侧翻装置

尧振海 甘煜森

大卡车在转弯过程中，由于司机操控不当或行人误入盲区，易导致侧翻与碾压等安全事故。具体原因有：一，大卡车比一般车辆高大，且挂车通常很长，司机很难观察车身盲区的情况，如此时有行人误入盲区，双重因素叠加会造成侧边碾压事故;二，大卡车载重量大，碰到特殊天气如雨雪天等，地面湿滑，发生紧急情况急刹车时，若速度太快，瞬时离心力超出安全范围，容易造成侧翻。

为了解决这个问题。我们做了两个努力：一是做出一个大卡车模型，直观演示碾压区，以此警醒行人注意避让大卡车。我们仿照大卡车的车身结构，模拟出转弯内轮差区域（车辆转弯时内前轮转弯半径与内后轮转弯半径之差）。该功能模块采用的是数字舵机加拉杆转向机构，模仿卡车的前轮转向机构，以控制车辆左右转弯。我们采用一个大扭力可控圈速的串行总线编码器电机驱动后轮胎，模仿卡车的后轮驱动结构，以达到控制车辆的前进、后退、左拐弯、右拐弯的效果。

二是完成了“自动化大卡车防碾压与侧翻装置”。本装置运用探测器辅助司机及时观察盲区动态。用红黄灯光照射显示碾压区，并用语音提示行人注意安全;驾驶室内电子屏显示大卡车两侧碾压区，防止碾压事故的发生;同时利用滑动重块与稳定陀螺稳定大卡车的车身，防止侧翻。

?“自动化大卡车防碾压与侧翻装置”技术方法与应用原理

1.探测器装置。在卡车侧边合理的位置，我们安装了舵机，用来摆动可随向超声波探测雷达，链接到ATmega2560的微控制器，将可能碾压区域内探测到危险障碍物（行人或车辆）的距离值显示在数码管上，把文字提示显示在LCD屏幕上，以此来提醒司机。

2. 声音警告装置。我们采用蜂鸣器发出比周围环境尖锐得多的声音，以提醒司机注意情况，此外，我们搭建了一个语音提示模块，提醒车内司机以及车外行人注意避让。

3. 光色警告装置。黄色和红色在夜晚以及特殊环境下穿透力比较强，因此我们采用了红黄亮色灯光投射内轮差碾压区：碾压区是黄光提示，容易造成事故的危险区是红光警告。

4. 视频图像辅助观察装置。在卡车侧后方安装一个摄像头，在驾驶室安装显示屏，通过摄像头将碾压区域展示在显示屏。

5. 防側翻装置。此装置采用滑动配重平台以及超高速惯性动量飞轮，在卡车的车厢下方中部，安装一个可左右滑动的配重块，在卡车左转或者右转弯时，滑动到相应一侧以抵消大卡车转弯时产生的离心力。同时，在滑动块上安装一对超高速转动的正反转飞轮，按角动量守恒定律，飞轮高速转动时，角动量很大，旋转轴会提供一个极大的稳定力，从而维持车身的稳定。

?性能测试与改进

第一代大卡车模型，采用了STM32控制板平台+PS2遥控，可实现行走模拟。

第二代大卡车模型，采用Arduino mega2560主控板+ Arduino IDE语言编写程序代码，改进行走，实现超声波探测与“滴滴”声音提示。

第三代大卡车模型，更换了行走模块，提高操控性。更换声音，增加文字、图像装置，优化了Arduino程序代码。进一步改进行走、超声波探测以及中文语音提示等。

（本作品荣获第35届广西青少年科技创新大赛中学生科技创新成果竞赛一等奖 指导老师：杨立农）