摘 要

房车由于其空间大、乘坐舒适、可以临时居住的优点，加上随着经济生活的提高和人们对旅游日渐热爱，近些年房车得到广泛的关注，但由于房车相比普通轿车价位较高，且城市居民日常使用行驶过程中，房车相对轿车的使用量少很多，人们更加趋向小轿车的购买，房车的快速发展受到一定的制约。目前国内外主要解决房车的空间利用率和空间的变化以及房车露营基地的基础性建设，并没有着实解决在城市居民城市日常用车和旅行用车两者之间的结合。因此本文对轿房车进行空间拓展设计，实现轿车向房车的转变，其中主要是针对轿房车空间伸展装置电气系统的研究。

本文在检索了房车空间伸展装置的相关资料的基础上，了解了房车空间伸展装置的机构，提出了通过步进电机和驱动器控制齿轮齿条结构伸展的方法，实现轿房车空间的伸展。在对步进电机和超声波发射接收原理进行了分析的基础上，结合单片机的工作原理，利用keil进行了步进电机和超声波的控制程序的编写，并使用Altium designer13.0绘制了轿房车空间伸展装置电气系统的电路原理图。进一步在确定步进电机尺寸型号的基础上，设计了轿房车空间伸展装置具体的机械模型和单片机防干扰铁盒的三维模型。将电气系统和机械结合起来，实现轿房车空间的伸展。

本文的创新之处是实现城市轿车向旅行房车的转变，填补了两者之间的空缺。

关键词: 轿房车；电气系统；步进电机；伸展装置

Abstract

As the economy have been developing and people is becoming enjoying having a journey ,in recent year, recreational vehicle which have large space, comfortable interior and can provide temporary residence, get extensive attention. But compared to ordinary cars, recreational vehicle have greatly higher price, and for urban residents, recreational vehicle can hardly exert its advantages in daily driving process, leading to less usage of recreational vehicle, and people still tent to buy ordinary car. Right now, we mainly solves the car space utilization rates and spatial changes recreational vehicle’s camping infrastructure construction, does not really combine the use of daily car and the use of travel vehicles for urban residents .In this paper, we make a design for ordinary car, realizing the ordinary car can be changed to be a recreational vehicle, which is mainly focus on space stretching device electrical system research.

Based on the relevant information of car space stretching device and having a good understanding of the stretching device car space mechanism, we put forward a control method of gear rack structure extending by the stepper motor drive, realizing the car space extension. Through analyzing stepper motor and ultrasonic transmitting and receiving principle, combined with the working principle of single-chip microcomputer, I use Keil to write the control program of the stepper motor and ultrasonic, and use Altium designer13.0 drawing the electrical system schematic circuit diagram of the car space stretching device. What’s more, based on the stepper motor sizes, I design NEW-RV’s space stretching device specific mechanical model and single-chip microcomputer’s 3D model. Then I combine the electrical system and the mechanical model, to realize the car space extension.

The innovation of this paper is to realize the transformation of city car to traveling car, to fill the vacancy between the two different type.

Key Words：New-RV Electrical system Stepper motor Stretching Device

目 录

第1章 绪 论 1

1.1 研究背景、目的及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 本文主要工作内容 3

第2章 轿房车空间伸展装置电气系统总体设计 4

2.1 伸展装置电气系统设计要求 4

2.2 伸展装置电气系统驱动装置总方案 4

2.3 伸展装置电气系统模块设计 6

2.4 伸展装置电气系统框架 6

第3章 轿房车空间伸展装置电气系统硬件设计 8

3.1 89c51单片机模块 8

3.1.1 89c51单片机芯片 8

3.1.2 时钟晶振电路 9

3.1.3 复位电路 10

3.1.4 蜂鸣器电路 11

3.1.5 电可擦存储器EEPROM 11

3.1.6 数码管 12

3.1.7 独立按键 13

3.2 步进电机模块 13

3.2.1步进电机的选型和原理 13

3.2.2 步进电机驱动器 15

3.3 超声波模块 16

3.3.1 HC-SR04超声波模块结构 16

3.3.2 HC-SR04超声波模块原理 17

第4章 轿房车空间伸展装置电气系统程序及流程图设计 18

4.1主程序流程和24C02程序 18

4.2步进电机转动流程图 20

4.3步进电机标志流程图 21

4.4伸展装置操作提示和警报流程图 22

第5章 轿房车空间伸展装置电气系统实际选型和机械传动 24

5.1步进电机的计算和选择 24

5.1.1电机力矩计算 24

5.1.2步进电机实际选型 25

5.1.2步进电机和总电器系统的匹配 26

5.2伸展装置机械机构 26

5.2.1 步进电机传动装置 26

5.2.2 单片机防干扰铁盒 27

第6章 总结和展望 28

6.1 总结 28

6.2 展望 28

参考文献 30

附录A 单片机程序代码 32

附A 电机主程序 32

附B 电机子程序 34

致 谢 38

第1章 绪 论

1.1 研究背景、目的及意义

近年来随着消费水平的提高，中国汽车市场发生了爆炸性的增长，而且购买者越来越青睐类似与SUV和皮卡等空间大的车辆；与此同时经济收入也刺激了旅游行业的良性发展，人们热衷于将户外旅行划入自己的计划清单。在这两种作用下，将汽车与旅游结合起来的房车成为了发展迅猛的宠儿，中国汽车制造商也纷纷介入房车的制造，房车在中国市场得到越来越多的关注。

房车作为是一种可移动，同时具有桌子、座椅、床具等生活用品的汽车，其显著的特点是可以通过机械、液压、电控的合理搭配下，将空间进行拓展变大，从而满足睡觉等功能，方便了户外旅游客的住宿问题。同时也就意味着房车的空间拓展装置是房车的精华所在，一辆优秀的房车可以极其巧妙的进行拓展空间。

由于目前轿车和房车隶属于两个不同的等级，对于城市大多数居民来说，上班期间，房车意味着多余的油耗和庞大的车身，不利于汽车经济性和操作性；然而普通的轿车又无法满足人们时而外出旅游时空间和功能的需求。所以这次设计是对房车的一种新的探索，在城市道路车和旅游房车之间找到一个平衡点，对满足人们对日常行驶和偶尔外出旅游的双重目标，具有重要意义。对轿房车而言，如何巧妙的在狭小的空间中，进行合理的拓展的和安排各个生活必须器件也是设计的重点，是所要解决的首要问题。而解决这个问题主要是解决空间伸展装置的拓展，其中伸展装置的电器系统的设计是关键一步。

1.2 国内外研究现状