基金项目：本文系中国电子教育学会高职高专计算机类专业2012 年教学研究规划课题“高职嵌入式专业实践教学体系的研究”结项成果（CESEZ2012-37）

【文章摘要】

四驱车又名mini，即有微型之意， 现有的四驱车是由早期的遥控后驱车精简而来，一般去掉了转向和遥控装置。嵌入式专业是在嵌入式设备上的软件开发，对于高职生无论从技能的广度和深度都有一定的难度，因此实验设备的选择尤其重要，本文通过对四驱车概念、发展、相关赛事和优缺点的归纳总结，分析得出四驱车并不适合作为高职嵌入式专业实验设备的结论。

【关键词】

四驱车，高职嵌入式，实验设备，调研分析

1 四驱车的概念和发展

四驱车又名mini，英文简写作： 4WD，mini 即有微型之意，现有的四驱车是由早期的遥控后驱车精简而来，一般去掉了转向和遥控装置，1982 年由日本完成，由于去掉了复杂的控制装置，可以设计更复杂美观的外形，降低造价，其简易的拼装和强劲的动力更加使其在青少年群体中快随的扩展开来。

早期设计并发售的迷你四驱车地盘设计源于遥控模型赛车，设计时预设是没有专用赛道作比赛的，所以车轮偏大，车体也比较简单，而其转向则由一根类似曲棍球棒的导向棒进行导向，比赛中赛车的拥有者需要和赛车一起跑。

而后来则在车头前方和底盘中段的两侧增加了导向轮，可以在遇到障碍由导轮转向，用于辅助转弯，田宫模型开始生产多款专用的迷你四驱赛道，包括两轨和三轨产品，以及只提供给大型比赛，而没有被产品化的五轨赛道。

因为导向轮的出现以及赛车动力的增强，后期生产的赛道也逐渐趋向于变化多端。模拟出不同的场景，包括可以对赛道形状进行切换，交叉桥，仿造地形，例如山丘和湖泊等复杂场景，360 度回环赛道， 斜坡级跳台等等不同赛道的组合。

2 四驱车的分类和型号

四驱车的种类如果按照产地和样式来区分那么多的难以计数。这里按照日本田宫模型对于四驱车底盘的分类介绍一些比较常见的底盘型号和其性能参数：

（1）SUPER-1 底盘

ZERO 底盘的进化型，高速合并刚性提升，配备可拆卸中翼，提升侧导轮扩展性。配备小径轮毂胎皮的时候，离地面高度仅3MM 的低重心底盘。

（ 2）SUPER-FM 底盘（ SFM）

FM 底盘的进化型。底盘底面设计时考虑到了气流的效果。龙头部位强度提升，底盘下部马达冷却风槽为实战装备采用，首次采用了后部凤尾设定。

（ 3）SUPER-X 底盘（ SX）

72mm 长轴使用，轴距84mm，导轮设定加宽，车体刚性增加，稳定性提升。马达从底盘底部拆装，实现快速拆装可能，2 点式凤尾采用使得尾部设定扩展性提升。

（4）SUPER-TZ-X 底盘（TZ-X）

SUPER-TZ 底盘的扩展型，龙头孔位增加，2 点式凤尾采用，依然采用了中轴距并保持了TZ 底盘的高速稳定特性。

（ 5）MS&MS-L 底盘（MS&MS-L）

使用双轴马达驱动，车体分割为车头，中心，车位三部分，箱体结构提高刚性以抵抗强烈的扭曲，80MM 的轴距有利于车辆过弯。

（ 6）MA 底盘（MA）

MS 底盘的整体化及气动型设计。底盘设计时考虑了空气动力因素以及实现了低中心化。标准配备6 个导轮，侧面的可扩展性提升，是高性能表现的底盘。

3 相关赛事和优缺点

（1）相关赛事

规则：多数以最快到达终点为目的， 一般比赛用的赛道能同时容纳三个参赛者比赛，大型比赛的赛道能更能同时容纳五个参赛者。另外更有以完成赛道速度最快的计时赛，以完成最多赛道偱环次数的耐力赛，还有以迷你四驱外型设计评审的比赛。

赛事：1988 年夏天，日本田宫模型举办了第一届的迷你四驱全国大赛。90 年以来在日本还先後举行了三场国际性的迷你四驱大赛，除发源地日本外，参加者来自韩国、 美国、台湾、香港、菲律宾、马来西亚等国家及地区。其後世界各地举办不同规模的比赛，日本各地每月均定期举办迷你四驱比赛，吸引数以万计的爱好者参与比赛。

由于对冲锋四驱郎和四驱兄弟的引进，我国的奥迪玩具业从日本引进了生产技术，开始生产制造四驱车以及迷你四驱车轨道，随后在这期间举办过几届全国新的比赛。

（2）优点：

因为其结构十分精简，并且由塑料构成，所以易于拼装，更适合开发对机械方面的兴趣和爱好。

车身一般为塑料，因为材质本身比较轻，在发动机性能和对功耗有限制的情况下可以对速度和灵活度有显著的提高。

车身本身的可塑性比较强，比较容易设计出不同的样式，更受青少年喜欢，而对车身的工程设计也更容易实现。例如模拟方程式赛车的空气动力学，以及对重心的控制。适合不同的地形。

（3）缺点：

结构精简既是优点也是也是优点，由于其结构过于简单，无法进行最基本的控制，要实现转向，加减速，都只能通过物理结构：如导向轮。

由于其功耗和体积都有着比较严格的控制，无法实现对其安装比较复杂的硬件，也就无法实现用软件或者遥控对其实现一些控制。

速度快，维持时间短，因为一般是由两节AAA 电池供电的，而且发动机越强劲，这些电力所能维持的时间就越短。

由于其无法遥控，而且规避障碍物的能力也是靠转向轮，所以并不能在任何路和情况下运行。需要一个比较平坦和适合运行的跑道来比赛。否则比较容易撞坏，撞伤。

4 智能四驱车是否适合于嵌入式教学

由上面的底盘结构和四驱车的发展历史来看，四驱车这一车辆模型一开始就是为了去除控制而设计的。精简掉了可以转向的设计，也正因为如此，四驱车才具有比遥控赛车快很多的速度以及四轮驱动的能力。

一般车辆和车辆模型的转向都是由转变前轮的角度或者对前轮进行差速设置，从而实现转向，而迷你四驱车在设计之初就精简掉了这一设计，由于其车身过小，无法实现对前轮转向的设计。也无法安放双发动机实现前轮差速。

智能四驱车的最基本要求既是能够经由不同的路径遥控，或者自控，合理规避障碍，或者完成一些任务。而市面上的迷你四驱车一般都由于体积和功耗限制无法对其进行复杂控制和改造。

嵌入式学习中重在培养学生对嵌入式开发的兴趣，培养对嵌入型计算机硬件设计和软件编写的爱好和能力。

现有的四驱车则更注重竞速和机械改造，现阶段可做到的最大程度的控制就是控速，通过单片机和简单的电路控制输送给四驱车发动机的电流和电压。

四驱车的本身配置也不适合搭载大型集成电路。而且在竞速规则之上，四驱车因为速度较快，也不容易控制，现有的对四驱转向控制的方法就是使用步进电机和万向轴来控制，其机械复杂度和体积都是现有四驱车无法承载的。

所以现有的迷你四驱车在精简掉了大部分控制结构后，并不适合用嵌入式设备去操控，也就无法用于有关于嵌入式方面的教学。

而现在有很多的智能四轮小车，可对每四个轮子进行单独变成操作，进行遥控设计以及自控程序设计。还可以自定义硬件，添加更多的传感器，令其更加智能，这些有趣而且编程效果明显的设备远比四驱车更能促进学生对嵌入式产品的兴趣与爱好。

所以并不推荐用结构简单不易自定义的迷你型四驱车进行相关嵌入式技术开发的教学。