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遥控车

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燃油引擎遥控车

遥控车Remote controlled cars,或R/C cars),是遥控模型的一种,是按载人汽车缩小的比例模型,以无线电红外线等无线操控的方式控制的玩具车模型车

遥控车的控制信号,通过手摇杆上的发射器发出,由装在车上的接收器接收。接收器根据接收到的射频信号控制车速、改变遥控伺服车轮的转动方向以及马达引擎的运转。

简单的遥控车只是能控制停与走的儿童玩具,所组成的可互换零件属于“一次性用品”,不能替换,没有“可维修”和“可改装”;而专业级别的遥控车可以是功能强大的赛车,具所有实际赛车的复杂和可调节、最优化的特性,速度更可超过时速一百公里。

历史

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遥控模型的历史可以追溯到19世纪末,由美国电机工程学机械工程尼古拉·特斯拉(Nikola Tesla)于1898年在麦迪逊广场花园(1890时期)英语Madison Square Garden (1890)的一次电气展览中向公众展示一艘使用基于相干器英语Coherer的无线电控制的船——称之为“telautomaton”,是一种可以通过无线电波进行遥控操作的遥控模型雏形。

1898年,特斯拉展示一种无线电控制的船只,他希望将其作为制导鱼雷出售给全世界的海军[1]

在1940年,小型汽油驱动的内燃机已经出现,无线遥控技术在二战期间有投入使用过(详见哥利亚遥控炸弹),遥控车直到晶体管技术出现时才得以商品化使用。由于晶体管革命性地使用了电能,更小、更简单也更省电的无线操控模式(RC)便出现。在这不久之后,爱好者便开始制造这种简单的,可以在各种平路上开的遥控车。

1966年,Gilcattoli电子的公司制造了一个法拉利250-LM,世界上第一辆商业产品的遥控车。两年以后又制造了法拉利P4。在这些遥控车被引进英国不久之后,并在1970年制造出了英国人自己的遥控油动车。

1970年,美国AE公司,Wencon和三角洲公司制造者加入从而得到了提升。比如引擎从单活塞进化到了双活塞。

1976年,日本模型厂商田宫模型进入了遥控模型车市场,推出世界上第一辆纯电动的遥控模型车——保时捷934 Turbo RSR。

随着数码技术无线通讯技术的发展,现代遥控车的功能和性能也得到了极大的提升。现代遥控车可以配搭单芯片微处理机通过无线网络(WiFi蓝牙Bluetooth)连接到智能手机个人电脑,并具有更高的速度、更精确的操控和更多的功能如可编程(Programmable)或自动驾驶(Autonomous)。

应用场景

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  • 作为休闲、康乐、娱乐、遥控赛车(RC Car Racing/RC Motorsports)竞赛用途
  • 科学研究,例如遥感勘测(Telemetry)、监测(Monitoring)和自动化(Automation)
  • 军事(Military),例如战场上的武器扫雷
A photo of a collection of radio controlled toys from Taiyo RC and Tyco RC.
A collection of Taiyo Toys Co. Ltd. manufactured radio-controlled toys, sold under the Taiyo, and Tyco RC brands sold in the 1980s and 1990s.
Radio controlled vehicle toy 1:24 Range Rover Sport replica developed by Rastar with hidden antenna.
Wen-Mac/Testors 1966 Mustang 1:11 Scale
ElGi Ferrari 250LM 1:12 Scale Radio Controlled Car
On-road racing model on a carpet surface track.
An RC car from the LCRC Halloween Classic
A 1:8 four-wheel drive off-road racing buggy in action
Tamiya F103 Ferrari 412T1 RC Built Model Kit

类型

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组合完成度

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1. 无需组合,Pre-assembled,RTR (Ready to Run)

2. 需组合,(Unassembled/Assembly Required)

3. 半需组合,ARR (Almost-Ready-to-Run)

驱动方式

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1.前轮驱动(Front Wheel Drive, FWD)

2.后轮驱动(Rear Wheel Drive, RWD)

3.四轮驱动(Four Wheel Drive, 4WD)

4.全轮驱动(All Wheel Drive, AWD),允许前轮和后轮转速不同,降低四轮驱动机械损耗,增加机械效率

驱动能源

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1. 充电池及直流马达驱动 (Electrical Power, EP),俗称电动车

2. 汽油内燃机驱动 (Gas Power, GP),俗称油动车

模型比例

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1. 1:10 (主流轴距为257mm;较短轴距如190mm、210mm、225m、239mm的称为M Chassis,俗称“M车 ”,源于1995年日本模型生产商田宫模型推出1:10 轻型车 Rover Mini Cooper)

2. 1:12

3. 1:14

4. 1:18

5. 1:28 或 1:27 (源于1999年日本模型生产商Kyosho英语Kyosho生产的Mini-Z英语Mini-Z及其副厂零件)

6. 其他

车种

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1. 越野车(Buggy)

2. 平路房车(Touring/On Road)

3. 攀爬车(Crawler),俗称“大脚车”

4. 货柜车(Truck)

5. 跑车(Sports Car)

6. 飘移赛车(Drift Car),源自1995年日本赛车动漫头文字D》内的赛车(丰田AE86),转弯技巧俗称“甩尾

7. 一级方程式赛车(F1 Car)

8. 坦克车(Tank),以履带接触地面

9. 工程车(Service Vehicles)

10. 短程汽车(Drag Car)

11. 摩托车(Motorcycle)

12. 拉力车(Rally Car)

传动方式

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1. 驱动皮带传动 (Belt Drive)

2. 轴传动传动 (Shaft Drive)

零件及改装

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遥控车所组成的零件因应模型比例、驱动方式有所差异,大约数十件组件所组成,根据比赛赛道设计为零件进行调整、作出灵活配撘及最优化的设定技巧称为“改装”。以下是部分组成零件例子:

1. 底盘(Chassis):车底主框架,主导一架遥控车大部分性能,是遥控车最重要的部分,底盘主要分为三种:后置摩打(Rear motor)、前置摩打(Front motor)和中置摩打(Mid motor)。前后轮轴距(Wheelbase)及左右轮距(Track width)会影响车壳(Body)的相容性,通常包括前后防撞海绵保险杆(Front/Rear Bumper Beam)、车底空气导流板。

2. 遥控器(Remote Controller):用来控制模型车运动(MotorSport)的型装置,通常包含方向盘、油门和其他按钮或开关,亦可配选巡航定速(Cruise Control)、遥感勘测(Telemetry)、仪表盘(Control panel)。通常以无线频率2.4GHz传送数据及提供3频道(可控制前后及左右,可控制开关) (3 Channels),使用前需要与接收器进行“对频”设定。

3. 电池(Batteries):分别提供能量给模型车和遥控器使用的电源,可配选电容(Capitor),以电池组座(Batteries Tray)固定,通常使用蓄电池,配上充电器。电池续航力(endurance)由电池容量mAh决定。

4. 马达(Motor):驱动电动模型车运动的部件,以马达座(Motor Mount)固定,通常配搭电子变速器(Electronic Speed Controller, ESC)作驱动马达、遥控伺服(Servo)、散热器(Radiator)、冷却风扇(Cooling Fan),用于控制不同的功能,如前进、后退、转弯、刹车等。

5. 接收器(Radio Receiver):接收来自遥控器发出的信号,并将其转换为指令传送给相应的电子变速器(Electronic Speed Controller, ESC)或其他部件。

6. 传感器(Sensor):用于环境感知和检测模型车状态的,如来传送测量仪器上的读数到可显示或记录读数的遥感勘测(Telemetry Sensor)传感器,测速器(Speedometer)、惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)、陀螺仪(Gyroscope)、马达线圈温度感测器(Motor Coil Temperature Sensor)、碰撞传感器(Collision Sensor)、距离传感器(Proximity sensor)、全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、GNSS(GPS+GLONASS) 、第一视角摄像头(First Person View Camera, FPV)等。

7. 转向英语steering系统(Steering System):用于控制模型车转弯方向的结构,应用阿克曼转向几何(Ackermann steering geometry)原理。

8. 悬吊系统(Suspension):用于提供模型车平稳运动和适应不同地形的装置,通常包括万向节(Universal joint)、弹簧液压避震器(Dumper)或阻尼器(Stock Absorber)等。防倾杆(stabilizer bar, anti-rollbar),是当车身左右避震器受力不一样的时后会发生作用,当转弯、或变换车道时,会发挥杠杆的原理将左右二边的受力不均的程度降到最低,分别减少避震器的压缩及减少避震器的伸长量。

9. 传动系统(Drivetrain):摩打齿轮(pinion英语pinion)、可调节齿轮比(Gear ratio)的波箱(Gearbox)、轮系(Gear Train)、差速器(Diffenertial)、传动轴(Propeller Shaft)或驱动皮带(Drive Belt)、轴承(Bearing)、刹车片(Brake Disk)、车(Shaft)、垫圈(Washer)组成。

10. 电子控制板(Electronics Control Board):用于控制模型车各个部件的电子元件,包括单板机树莓派Arduino电子变速器(Electronic Speed Controller, ESC)、编程卡(ESC program cards)、去电池电路(Battery Elimination Circuit, BEC)等。

11. 轮胎(Wheels):模型车与地面接触的部件,通常由橡胶或塑料制成,具有良好的抓地力(轮胎与地面产生的摩擦力)和耐磨性。軚胆分为海绵材质和塑料材质,两者搭配不同外胎可适应各种路面需求。外胎軚纹又可分为两种,一种为纹胎,适合在沙粒较多的赛道使用。另一种为光头胎,纹路相对较少比较平滑,光头胎适用在平坦干净的赛道上,从而发挥出最大性能。

12. 车壳(Body):模型车的外壳,通常由聚碳酸酯 (Polycarbonate)制成,用来保护内部零件。以车壳柱及车壳夹(Body Mounting)固定。仿真车壳以喷漆(Painting)及贴纸(Sticker)提供外观造型,可配选仿真驾驶舱(Cockpit Set)、尾翼(Diffuser (automotive)英语diffuser Wings)、扰流板(Spoiler (automotive)英语Spoiler (automotive))、仿真排气管、仿真后视镜

流行文化

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遥控车出现于电影情节内,部分被遥控的车是载人汽车[2]

参考

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  1. ^ W. Bernard Carlson, Tesla: Inventor of the Electrical Age, Princeton University Press – 2013, p. 231
  2. ^ The 5 coolest remote-control car chase scenes in movie history. 

参看

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