第7章搭建智能小车｜机器人技术四级｜备考不看书系列

装小车总卡壳？车轮晃、电机不转、接线乱？第7章是四级实操核心基础，后续智能小车类考题全靠它！拆7.1-7.5全考点，掌握底盘、驱动、电源、控制要点，组装实操稳了～

一、7.1 小车底盘设计——智能小车的“骨架根基”

7.1.1 车轮与车轴——小车的“腿脚骨架”

核心定义：车轮是小车接触地面的部件，车轴是连接车轮、传递动力的轴状零件，俩配合让小车平稳移动。

考点拆解：

• ★★ 考点1：车轮材质选择——橡胶轮抓地力强（适合光滑地面）、塑料轮耐磨（适合粗糙地面），选择题考

• ★★★ 考点2：车轮直径与车轴匹配——车轮内孔需和车轴直径一致，否则车轮晃动，实操组装必考

• ★ 考点3：车轴长度要求——两端超出车轮5-10mm，避免车轮脱落，判断题考“车轴越长越好”（错误）

深度解读：类比穿鞋子——橡胶轮像运动鞋（抓地不滑），塑料轮像皮鞋（耐磨但易滑）。实操时若车轮晃，垫一圈电工胶带就能适配车轴，比换车轮更省事。

关联拓展：记牢车轮直径，后续算小车速度时要用到（速度=车轮周长×转速），四级计算题偶尔涉及哦。

7.1.2 车架结构——小车的“躯干框架”

核心定义：支撑车轮、电机、电源等部件的框架，常见材质有塑料、铝合金、亚克力，决定小车稳定性。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：车架材质特点——铝合金轻便且坚固（高频选择题），塑料便宜但易断，亚克力美观但脆

• ★★ 考点2：车架孔位设计——需预留电机、电池盒安装孔，实操组装时孔位不对要扩孔（用钻头手动扩）

• ★ 考点3：车架重心要求——重物（电池）放中间，避免小车侧翻，判断题考“重心偏左不影响行驶”（错误）

深度解读：车架像人体躯干，要撑住所有“器官”（部件）。铝合金车架虽贵但耐用，考级实操推荐用，塑料车架适合练手，摔了不心疼。

关联拓展：车架孔位若对不上电机，别硬拧螺丝（会滑丝），用3mm钻头扩孔刚好适配M3螺丝，下节电机固定要用到这个技巧～

二、7.2 驱动系统——智能小车的“动力心脏”

7.2.1 直流电机选择——小车的“动力引擎”

核心定义：将电能转化为机械能的部件，是小车动力来源，四级常用TT电机、N20电机。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：TT电机参数——电压3-6V、转速150-200转/分，选择题高频考“TT电机额定电压是12V”（错误）

• ★★ 考点2：电机选型依据——载重小选N20（体积小），载重大选TT（动力足），实操题考选型理由

• ★ 考点3：电机正反转原理——调换正负极接线，判断题考“电机正反转由转速决定”（错误）

深度解读：TT电机和N20的区别像自行车和电动车——TT电机动力强（载得起电池），N20轻便（适合小尺寸小车）。考级实操默认用TT电机，配件最常见。

关联拓展：选好电机后，电源电压要匹配（TT电机接4.5V电池组最佳），下节电源管理会详细讲适配技巧。

7.2.2 电机固定——动力稳定的“关键保障”

核心定义：把电机牢固固定在车架上的操作，防止电机运转时晃动导致动力传递失效。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：固定方式——用电机支架+螺丝固定（实操必考），禁止用胶水粘（无法拆卸维修）

• ★★ 考点2：电机安装位置——车轮正上方，轴与车轮中心对齐，偏移会导致车轮卡壳（实操评分点）

• ★ 考点3：螺丝规格——M3×8mm螺丝适配电机支架，用十字螺丝刀拧紧（避免滑丝）

深度解读：电机固定像钉钉子——位置歪了钉子会弯，电机歪了车轮转不动。实操时先把电机放支架里，对准车架孔位再拧螺丝，拧到电机不晃动为止。

关联拓展：电机固定好后，下一步就是装传动装置，要确保电机轴和车轴在同一水平线上，不然齿轮会咬不住哦。

7.2.3 传动方式——动力传递的“桥梁纽带”

核心定义：把电机动力传给车轮的方式，四级常用齿轮传动、皮带传动两种。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：齿轮传动特点——动力传递稳、效率高，但噪音大（选择题高频考）

• ★★★ 考点2：皮带传动特点——噪音小、可缓冲震动，但易打滑（选择题高频考区别）

• ★★ 考点3：齿轮配比——大齿轮带小齿轮（加速）、小齿轮带大齿轮（减速），实操题考“要小车跑得快选哪种配比”

• ★ 考点4：传动安装要求——齿轮咬合深度1-2mm（过深卡壳，过浅打滑），皮带松紧度以手指能捏动1cm为宜

深度解读：齿轮传动像自行车链条（硬连接稳），皮带传动像传送带（软连接静）。考级实操优先用齿轮传动，因为不易打滑，评分时更易达标。

关联拓展：记住“大带小加速、小带大减速”，后续做小车调速编程时，会结合传动比计算速度，这是四级进阶考点。

三、7.3 电源管理——智能小车的“能量仓库”

7.3.1 电池选择与固定——能量供给的“基础保障”

核心定义：选适合小车的电池并固定好，为电机、Arduino提供稳定电能，常见电池组有3节AA电池（4.5V）、锂电池组（7.4V）。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：电池选型匹配——TT电机+Arduino选4.5V电池组（3节AA电池），选择题考“用1.5V电池驱动TT电机”（错误）

• ★★★ 考点2：固定方式——用电池盒+魔术贴固定在车架重心处（实操必考），魔术贴方便更换电池

• ★★ 考点3：电池正负极识别——电池盒标“+”接正极、“-”接负极，接反会烧元件（判断题高频）

• ★ 考点4：电池容量选择——1000mAh以上（续航30分钟以上），避免选500mAh以下（很快没电）

深度解读：电池选配对像手机充电——用5V充电器充手机（匹配），用12V充会烧手机。小车用4.5V电池组刚好适配TT电机（3-6V）和Arduino（7-12V？不，Arduino UNO推荐7-12V，但4.5V接外部电源也能工作，实操常用）。

关联拓展：若用7.4V锂电池组，必须接电压转换模块，不然会烧Arduino，下节就讲电压转换的操作要点。

7.3.2 电压转换——稳定供电的“安全阀门”

核心定义：用模块将电池电压转换成部件所需电压（如7.4V转5V给Arduino），防止电压过高烧毁元件。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：常用模块——LM2596降压模块（输入3-40V，输出1.25-37V），选择题高频考型号

• ★★★ 考点2：输出电压调节——旋转模块电位器，用万用表测输出端，调至5V给Arduino（实操必考步骤）

• ★★ 考点3：接线规则——模块“IN+”接电池正极、“IN-”接负极，“OUT+”接Arduino 5V、“OUT-”接GND

• ★ 考点4：万用表使用——红笔接“OUT+”、黑笔接“OUT-”，量程选“直流20V”档（判断题考量程选择）

深度解读：电压转换模块像变压器——把高压“变”成低压，保护精密的Arduino。实操时一定要先调电压再接线，直接接7.4V会瞬间烧了主控板！

关联拓展：记牢LM2596的接线规则，后续接传感器（如超声波传感器）也要用它转5V供电，是四级通用技巧。

四、7.4 控制系统——智能小车的“大脑指挥部”

7.4.1 Arduino 安装位置——大脑的“最佳工位”

核心定义：把Arduino主控板固定在车架上的合适位置，确保接线方便、不影响小车平衡。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：安装位置要求——车架上层中间（重心处），远离电机（避免干扰），实操必考评分点

• ★★ 考点2：固定方式——用尼龙扎带绑在车架立柱上，或用螺丝固定在安装孔位（禁止用胶水）

• ★ 考点3：朝向要求——USB接口朝外（方便连接电脑编程），电源接口朝电池方向（缩短接线）

深度解读：Arduino安装像摆电脑主机——放中间方便插线，远离电机（像远离音箱防干扰）。实操时先摆好位置再固定，避免后续接线绕太远。

关联拓展：安装好后，预留出数字口D2-D9的位置，后续接电机驱动模块要用到这些接口。

7.4.2 线路布局——信号传递的“畅通航道”

核心定义：规划电机、电源、传感器等线路的走向，确保接线清晰、不缠绕、不接触运动部件。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：布局原则——强弱电分离（电机线远离信号线）、横平竖直，选择题高频考

• ★★★ 考点2：接线颜色规范——红色接正极、黑色接负极、黄色接信号线（实操必考，颜色错扣分）

• ★★ 考点3：固定方式——用线卡把线路固定在车架上，避免接触车轮、齿轮（防止缠绕）

• ★ 考点4：预留长度——接线比实际距离长3-5cm（方便调试时移动部件）

深度解读：线路布局像整理书包——分类放（强弱电分离）、摆整齐（横平竖直），红色正极像书包里的红色笔（专门用途）。实操时按“电源→驱动→主控”的顺序接线，更清晰。

关联拓展：记牢颜色规范，后续做传感器接线（如红外避障）也通用，这是四级实操的基础规范。

五、7.5 项目实践：智能小车组装——理论落地的“综合演练”

7.5.1 机械结构组装——小车成型的“第一步”

核心定义：按“底盘→驱动→车轮”的顺序组装机械部件，搭建小车的基础框架。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：组装顺序——先装车架→固定电机→装传动装置→装车轮（实操必考，顺序错扣分）

• ★★ 考点2：螺丝拧紧标准——拧到部件不晃动即可，过度拧紧会滑丝（实操评分点）

• ★ 考点3：检查要点——组装后推动小车，车轮转动顺畅、无卡壳，电机轴与传动装置对齐

深度解读：机械组装像搭乐高积木——按顺序来才不会返工，比如先装车架再装电机，不然电机位置不好调。实操时每装一步就检查一次，避免最后才发现卡壳。

关联拓展：机械组装完成后，用手转动电机轴，车轮要跟着转，这是后续电路连接的前提，转不动要先调机械结构。

7.5.2 电路连接——小车“活起来”的关键

核心定义：按“电源→驱动模块→Arduino→电机”的顺序接线，建立电能和控制信号的传递路径。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：电机驱动模块接线——L298N模块“12V”接电池正极、“GND”接负极，“IN1-IN4”接Arduino D2-D5（实操必考，接错电机不转）

• ★★★ 考点2：Arduino供电——从L298N“5V”输出端接Arduino 5V口，避免直接接电池（电压不稳）

• ★★ 考点3：电机接线——电机正负极接L298N“OUT1-OUT2”“OUT3-OUT4”，调换接线可反转

• ★ 考点4：防短路措施——接线头剥线长度1cm，拧紧后用电工胶带包裹（防止碰线短路）

深度解读：电路连接像接水管——先接总闸（电源），再接分流阀（驱动模块），最后接水龙头（电机）。L298N模块是“分流阀”，负责把Arduino的控制信号转换成电机动力。

关联拓展：接线完成后，先检查正负极再通电，短路会烧模块，这是四级实操的“保命技巧”，一定要记牢！

7.5.3 基础测试——确保小车“正常工作”

核心定义：通电后测试小车的转动、转向等功能，排查机械或电路问题。

考点拆解：

• ★★★ 考点1：通电前检查——确认所有接线正负极正确、螺丝拧紧、线路不缠绕（实操必考步骤）

• ★★★ 考点2：电机转动测试——给Arduino上传测试代码，电机正转1秒、反转1秒，判断是否正常（实操真题常考）

• ★★ 考点3：故障排查——电机不转查接线/电压，转动卡壳查机械结构，转向相反调换电机接线

• ★ 考点4：停车测试——断开电源后，小车应能平稳停车，车轮无滑动（判断车轮抓地力）

深度解读：基础测试像新车试驾——先检查车况（接线、螺丝），再开起来试（通电测试），有问题及时修（故障排查）。测试代码不用复杂，能控制正反转即可，考级实操会提供基础代码。

关联拓展：基础测试通过后，就能进阶学避障、循迹等功能，这些都是四级考级的综合实操题考点。

六、实操拓展：智能小车基础组装实操任务（考级高频）

实操任务：Arduino智能小车基础组装与测试（四级实操必考基础，后续避障、循迹小车都基于此搭建，占实操总分30%）

准备清单：塑料车架1个、TT电机2个、电机支架2个、车轮4个、车轴2根、Arduino UNO主控板1块、L298N驱动模块1块、4.5V电池组1个（3节AA电池）、电池盒1个、M3螺丝若干、尼龙扎带、电工胶带、十字螺丝刀、万用表1块

分步流程：

1. 机械组装（30分）：① 装车架（操作要点：将车架立柱插入底座，拧紧固定螺丝；评分点：车架稳固不晃动，5分）② 固定电机（操作要点：电机放入支架，对准车架孔位，用M3螺丝拧紧；评分点：电机牢固、轴水平，10分）③ 装传动与车轮（操作要点：齿轮咬合1-2mm，车轴穿过车轮固定；评分点：传动顺畅、车轮不晃，15分）

2. 电路连接（40分）：① 接驱动模块（操作要点：L298N的12V接电池盒正极、GND接负极，5V接Arduino 5V；评分点：接线正确无错接，15分）② 接电机与主控（操作要点：电机接OUT1、OUT3，IN1-IN4接D2-D5；评分点：颜色规范、接头牢固，15分）③ 防短路处理（操作要点：剥线处用胶带包裹，线路用扎带固定；评分点：无裸露接头、线路整齐，10分）

3. 基础测试（30分）：① 通电前检查（操作要点：万用表测L298N输出5V，检查正负极；评分点：检查步骤完整，10分）② 上传测试代码（操作要点：用USB连接Arduino，上传正反转代码；评分点：代码上传成功，10分）③ 功能测试（操作要点：电机正反转各1秒，无卡壳；评分点：功能正常，10分）

常见问题：

• 问题1：电机不转——原因：接线错/电压不足，解决：用万用表测电压，重新核对L298N与Arduino接线

• 问题2：车轮卡壳——原因：传动齿轮咬合过深/车轴偏移，解决：调整齿轮间距，重新固定电机位置

• 问题3：电机反转方向一致——原因：电机接线相同，解决：调换其中一个电机的正负极接线

• 问题4：Arduino无法上传代码——原因：USB驱动未装/接线占用串口，解决：安装CH340驱动，断开D0/D1接线

• 问题5：电池耗电快——原因：电机阻力大，解决：给齿轮涂少量润滑油，减少转动阻力

七、真题印证：考点怎么考？（附解析）

1、下列哪种传动方式动力传递效率最高？（ ）【选择题｜★★★】
A. 皮带传动  B. 齿轮传动  C. 链条传动  D. 摩擦传动
答案：B  考点链接：7.2.3小节齿轮传动特点——动力传递稳、效率高  解题技巧：记住“齿轮传动效率最高”，皮带传动易打滑效率低，直接选B

2、Arduino UNO主控板直接接7.4V锂电池会烧毁。（ ）【判断题｜★★★】
答案：√  考点链接：7.3.2小节电压转换要求——Arduino额定电压5V，需降压  解题技巧：Arduino直接接高于5V的电源会烧板，7.4V未转换，判断正确

3、搭建智能小车时，TT电机的最佳供电电压是？（ ）【选择题｜★★】
A. 1.5V  B. 4.5V  C. 12V  D. 220V
答案：B  考点链接：7.2.1小节TT电机参数——电压3-6V  解题技巧：1.5V太低动力不足，12V超额定电压，4.5V在3-6V范围内，选B

4、要求：组装智能小车并实现电机正反转。【实操题｜★★★】

评分标准：1. 机械组装（30分）：车架稳固、电机固定到位、车轮转动顺畅；2. 电路连接（40分）：L298N与Arduino接线正确、颜色规范、无短路；3. 功能实现（30分）：上传代码后电机正反转正常。
考点链接：7.5小节项目实践  解题技巧：先完成机械组装再接线，接线时对照L298N接线图，通电前用万用表测电压

5、智能小车车架用胶水固定电机比用螺丝更牢固。（ ）【判断题｜★★】
答案：×  考点链接：7.2.2小节电机固定方式——禁止用胶水，需螺丝固定  解题技巧：胶水固定无法拆卸维修，螺丝固定更可靠且便于调试，判断错误

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八、易错点汇总（避坑指南）

这篇小车搭建笔记全是考点和实操干货，必须收藏！组装时遇过电机卡壳、接线错的坑吗？评论区聊～ 刷适配真题用喵呜刷题，四级实操稳过！

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