本发明涉及一种赛车空气动力学调节，具体是指一种主动式方程式赛车尾翼及控制方法。
背景技术：
1、由于现代赛车行驶速度越来越快，会使气动阻力呈指数倍增长，拖慢赛车在直线的速度，而尾翼又是整车空气动力学套件中阻力最大的部件，对尾翼设计的优化可以提高赛车的性能，空气动力学在赛车设计过程中变得尤为重要。赛车在赛道行驶时受到的气动阻力影响着车辆的动力性，而赛车承受的气动升力不仅关系着整车的附着力，还会引发诱导阻力，影响着赛车的操控稳定性，使赛车竞争力不足。
2、赛车尾翼可以产生下压力，这对于提高车辆在高速行驶中的牵引力非常重要。下压力可以将赛车牢牢压在地面上，从而改善操控性和稳定性，这使得车手能够更好地控制车辆。主动式赛车尾翼可以通过翼片攻角的调节，改变尾翼的空气流动特性，使其在直线上减少阻力，提高车速。主动式尾翼也可以帮助车辆更好地应对紧急制动和失控等情况，从而提高了赛车安全性。
3、主动式赛车尾翼的优势在于能平衡气动下压力与空气阻力之间的关系，不仅让赛车在直线上有更高的尾速，还能给赛车充足的下压力快速过弯，提升圈速表现。合适的控制策略可以快速对车辆动态做出响应，改变尾翼的空气动力特性，使赛车性能最大化。
4、因此，开发一种能主动调节赛车空气动力学特性的尾翼，自动完成翼片攻角调节，并且提升车辆性能和安全性是十分迫切和必要的。
5、目前，并没有主动式的方程式赛车尾翼，仅有关于对传统固定式尾翼和攻角可变的尾翼研究，但这些设计也带来了一些缺陷；与主动式方程式赛车尾翼相关的技术有：
6、cn111267969a一种角度自适应调节的分段式赛车尾翼系统：该发明公开了一种角度自适应调节的分段式赛车尾翼系统，利用液压推杆和l型摇杆来改变襟翼的攻角，并且需要先将赛道类型、长度、位置分布等各项赛道信息存入数据存储器，根据车速、车轮转角、道路信息等预算出尾翼的最优攻角，通过定位赛车的位置，对翼片进行调整。但液压推杆存在漏油隐患，液压油如果滴在滚烫的排气管或某些温度较高的车上零件时易发生着火。
7、cn108045444a一种赛车尾翼攻角可调节系统及控制方法：该发明驱动机构在襟翼内部的肋板上，用于驱动翼板旋转一定角度。通过横摆角速度传感器和轮速传感器采集赛车行驶状态信号，传递给整车模糊pid控制器，进而实现尾翼攻角的调节。但不能实时调节尾翼的翼片倾角，且在上方翼片打开时，翼片前缘仍会迎风产生阻力。通过多个传感器采集车辆信息，布置麻烦，成本较高不能对车身姿态及时反应。
8、cn109606485a一种方程式赛车电控可调尾翼系统及其控制方法：该发明是陀螺仪传感器设置在方向盘上，用于监测方向盘转角及角速度信号。控制器控制所述舵机工作状态。获取方向盘转角及角速度信息后，控制舵机转动，进而实现尾翼的攻角改变，但考虑情况较少。
9、现有的专利技术无法满足赛车不断提高的车辆性能以及对于安全性不断增强的要求，赛车比赛的车辆急需一种主动式的方程式赛车尾翼及其控制方法。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是克服上述技术的缺陷，提供一种主动式方程式赛车尾翼及控制方法。
2、为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种主动式方程式赛车尾翼及控制方法：
3、一种主动式方程式赛车尾翼，包括末端执行部件，所述末端执行部件包括执行机构第一安装底座、第一左旋杆端轴承、第一右旋杆端轴承、第一内螺纹连杆、执行机构第二安装底座、第二左旋杆端轴承、第二右旋杆端轴承、第二内螺纹连杆、上层襟翼；
4、其中，所述执行机构第一安装底座和执行机构第二安装底座是末端执行部件的主要承载体，所述执行机构第一安装底座和执行机构第二安装底座的一侧通过螺栓与上层襟翼进行连接，所述执行机构第一安装底座另一侧通过螺栓与第一内螺纹连杆的第一右旋杆端轴承连接，所述执行机构第二安装底座的另一侧与第二内螺纹连杆的第二右旋杆端轴承连接；
5、所述第一内螺纹连杆的两端分别有第一左旋杆端轴承、第一右旋杆端轴承，所述第二内螺纹连杆两端分别有第二左旋杆端轴承、第二右旋杆端轴承，所述第一左旋杆端轴承、第一右旋杆端轴承通过内螺纹与第一内螺纹连杆连接，所述第二左旋杆端轴承、第二右旋杆端轴承通过内螺纹与第二内螺纹连杆连接。
6、进一步地，所述赛车尾翼还包括装置主体部件；
7、所述装置主体部件包括下层主翼、第一舵机、第二舵机、第一舵机摇臂、第二舵机摇臂、第一舵机安装板和第二舵机安装板，所述第一舵机利用螺栓固定在第一舵机安装板上，所述第二舵机利用螺栓固定在第二舵机安装板上，所述第一舵机、第二舵机对称布置。
8、进一步地，所述上层襟翼的尾缘一侧装有第一小滑轮、另一侧装有第二小滑轮，所述第一舵机安装板上设有与第一小滑轮相配适的第一滑轨，所述第二舵机安装板上设有与第二小滑轮相配适的第二滑轨，用于降低摩擦系数，提高工作时的传动效率，使尾翼开合工作更顺滑，提高使用寿命，降低出现故障的风险，所述下层主翼上扬，所述下层主翼上扬的角度也为上层襟翼收起提供了空间，让所述上层襟翼可以完全藏在下层主翼下方。
9、进一步地，所述第一舵机摇臂通过螺栓与第一内螺纹连杆上的第一左旋杆端轴承连接，所述第二舵机摇臂通过螺栓与第二内螺纹连杆上的第二左旋杆端轴承连接，从而实现舵机带动连杆运动的目的。
10、一种主动式方程式赛车尾翼的控制方法，所述赛车尾翼为上述任一所述的一种主动式方程式赛车尾翼：
11、在赛车上安装整车控制器和陀螺仪传感器；陀螺仪传感器设置于整车控制器内，整车控制器使用螺栓固定在赛车防火墙前部的隔板上；通过线路将整车控制器与所述第一舵机和第二舵机相连，控制所述第一舵机和第二舵机上的第一舵机摇臂、第二舵机摇臂转动，带动传动机构，实现尾翼的开合。
12、进一步地，整车控制器中的位置闭环控制系统中的内置程序按照如下步骤进行控制：
13、直线行驶，不管是平路、上坡还是下坡，全油门时陀螺仪传感器的纵向g值为正，数值由大变小，陀螺仪传感器无横向g值，并且允许横向g值±0.1的误差存在，避免赛道路面颠簸带来的影响；未全油门时，可能遇到某些特殊情况，油门短暂的松开，陀螺仪传感器的纵向g值为正，数值由大变小，且2秒内无明显的纵向g值波动，陀螺仪传感器无横向g值，这时都判定赛车仍在全速行驶，所述上层襟翼完全关闭，以减少空气阻力，提升尾速；当遇到上下坡组合的直线路段，全油门情况下，陀螺仪传感器的纵向g值在0.5g范围内上下浮动，陀螺仪传感器无横向g值，且允许横向g值±0.1的误差存在；未全油门时，可能遇到某些特殊情况，油门短暂的松开，陀螺仪传感器的纵向g值在0.5g范围内上下浮动，2秒内无明显的纵向g值波动，陀螺仪传感器无横向g值，此时所述上层襟翼完全关闭；当陀螺仪传感器无横向g值，纵向g值为负，所述上层襟翼这时完全打开，帮助刹车减速；
14、选取赛车场地最有代表性的三种弯角，急弯、直角弯、高速弯；在急弯中，车手无油门动作，陀螺仪传感器的横向g值在一个方向由小到大再到小，横向g值在1.5g到2g及以上，此时所述上层襟翼完全打开，产生最大的下压力，使赛车快速过弯；在直角弯中，车手会踩50％以上的油门过弯，陀螺仪传感器的横向g值在一个方向由小到大再到小，横向g值在1g到1.5g之间，此时所述上层襟翼打开50％，产生一定下压力的同时，不拖慢赛车的弯道速度；在高速弯中，车手会以全油门过弯，陀螺仪传感器的横向g值在一个方向由小到大再到小，横向g值在0.5g到1g之间，此时所述上层襟翼打开10％，让赛车在高速弯中保持一定的稳定性；所述上层襟翼的开启角度随陀螺仪传感器g值的大小等比列展开，实时调节；其他角度的弯角按照这三个标志性弯角乘以比例系数，推算出尾翼所需要的攻角；
15、出现意外情况时，如果打滑出现在加速过程中，陀螺仪传感器的纵向g值此时为正，陀螺仪传感器的横向g值会突然发生变化；如果打滑出现在刹车过程中，陀螺仪传感器的纵向g值此时为负，陀螺仪传感器的横向g值会突然发生变化；如果打滑出现在转弯过程中，陀螺仪传感器的横向g值此时为正或负，g值大小会突然发生变化；在这些情况下，所述上层襟翼都会迅速全开，利用更大的迎风面积增加赛车下压力，提升轮胎摩擦力，使车身姿态保持稳定；如果出现碰撞的情况，短时间内陀螺仪传感器的g值会剧烈变化，此时，所述上层襟翼也会迅速打开，尽量保持赛车稳定，减少碰撞带来的损失。
16、本发明与现有技术相比的优点在于：本发明采用电动舵机机械连接可调连杆，杜绝了安全隐患，而且利用陀螺仪直接检测车辆动态，不用提前输入各种信息，操作更简便；只通过陀螺仪来监测车辆动态，简化了结构，降低能耗和成本，陀螺仪敏感度更高，并且直接实时监测车辆动态，测量更准确，传输更及时，由于上方翼片关闭时是完全收在主翼下方，不会迎风产生阻力，赛车在直线的速度得以提升；不仅考虑到弯道类型、车手驾驶风格，还考虑了赛车出现侧滑等意外情况，提升车辆的可控度，减少事故带来的损失，控制策略中的情况更多，考虑更全面。
1.一种主动式方程式赛车尾翼，包括末端执行部件，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种主动式方程式赛车尾翼及控制方法，其特征在于：所述赛车尾翼还包括装置主体部件；
3.根据权利要求2所述的一种主动式方程式赛车尾翼，其特征在于：所述上层襟翼(19)的尾缘一侧装有第一小滑轮(9)、另一侧装有第二小滑轮(18)，所述第一舵机安装板(1)上设有与第一小滑轮(9)相配适的第一滑轨(2)，所述第二舵机安装板(10)上设有与第二小滑轮(18)相配适的第二滑轨(11)，用于降低摩擦系数，提高工作时的传动效率，使尾翼开合工作更顺滑，提高使用寿命，降低出现故障的风险，所述下层主翼(20)上扬，所述下层主翼(20)上扬的角度也为上层襟翼(19)收起提供了空间，让所述上层襟翼(19)可以完全藏在下层主翼(20)下方。
4.根据权利要求3所述的一种主动式方程式赛车尾翼，其特征在于：所述第一舵机摇臂(4)通过螺栓与第一内螺纹连杆(6)上的第一左旋杆端轴承(5)连接，所述第二舵机摇臂(13)通过螺栓与第二内螺纹连杆(15)上的第二左旋杆端轴承(14)连接，从而实现舵机带动连杆运动的目的。
5.根据权利要求1所述的一种主动式方程式赛车尾翼的控制方法，所述赛车尾翼为权利要求-14任一所述的一种主动式方程式赛车尾翼，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种主动式方程式赛车尾翼的控制方法，其特征在于：
