8字无碳小车PPT稿

8字无碳小车设计 机械工程学院 成员：吴秀杰 8字无碳小车设计 机械工程学院 成员： 一： 绪论 1竞赛主题 “无碳小车越障竞赛” 2竞赛命题 本届竞赛命题为“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。 设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换而得到的。该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为 1Kg的标准砝码（ 50 65 mm，碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为 400 2mm。标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。 如图为小车示意图 要求小车在行走过程 中完成所有动作所需的 能量均由此给定重力势 能转换而得，不可以使 用任何其他来源的能量。 要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。 要求小车为三轮结构。具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。 3.竞赛项目 经现场公开抽签，在 300 500mm范围内产生一个“ 8”字型赛道障碍物间距值。 3.1 参赛小车拆装调试 各队选派 2名队员，对本队参赛小车上的所有零件进行拆卸，然后，根据公开抽签产生的障碍物间距调整并装配小车。裁判人员根据爆炸图进行检查。拆装工具自带，现场将提供钳工台。如需使用机床加工，可提出申请，经裁判批准，可到车间进行普车、普铣、钻孔等常规加工作业，所需刀具和量具自备。对违反规定的行为按减分法处理。 本项竞赛内容应在规定时间内完成，逾时不能进入后续比赛。 3.2 3D打印设计及制作 在比赛现场以公开抽签的方式从题库（不提前发布）中抽取一个题目，各队的第三名队员根据此题目独立进行 3D设计及打印制作。本项内容应在规定时间内完成，违规减分，逾时不能进入后续比赛。 3.3 “ 8”字型赛道场地常规赛 小车在半张标准乒乓球台（长 1525mm、宽1370mm）上，绕两个障碍物按“ 8”字型轨迹运行。障碍物为直径 20mm、长 200mm的 2个圆棒，相距一定距离放置在半张标准乒乓球台的中线上，该距离由 4.竞赛项目开始时的抽签产生，以小车完成 8字绕行圈数的多少来评定成绩， 如图 参加“ 8”字型赛道竞赛的 参赛队，使用在现场调 整装配后的小车及组委 会统一提供的标准砝码 参赛。出发点自定，每队 小车运行 2次，取 2次成绩 中最好成绩。 一个成功的“ 8”字绕障轨迹为：两个封闭图形轨迹和轨迹的两次变向交替出现，变向指的是：轨迹的曲率中心从轨迹的一侧变化到另一侧。 比赛中，小车需连续运行，直至停止。小车没有绕过障碍、碰倒障碍、将障碍物推出定位圆区域、砝码脱离小车、小车停止或小车掉下球台均视为本次比赛结束 。 二 方案设计 通过对小车的功能分析小车需要完成重力势能的转换、驱动自身行走、自动避开障碍物。为了方便设计这里根据小车所要完成的功能将小车划分为五个部分进行设计（车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构） 在选择方案时应综合考虑功能、材料、加工、制造成本等各方面因素。 爆炸图 2.1车架 车架不用承受很大的力，精度要求低。 在组装、修正过程中需要对车架进行不断加工、改进，材料需要便于加工，所以车架采用轻质铝板材料。 方案设计 2.2原动机构 原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。能实现这一功能的方案有很多种，就效率和简洁性来看绳轮最优。小车对原动机构还有其他的具体要求。 1.驱动力适中，不至于小车拐弯时速度过大侧翻，或重块晃动厉害影响行走。2.到达终点时重块竖直方向的速度要尽可能小，避免对小车过大的冲击。同时使重块的动能尽可能的转化到驱动小车前进上。 3.采用梯形原动轮在起始时原动轮的转动半径较大，起伏较大，有利启动启动后，原动轮半径变小，转速提高，转矩变小，和阻力平衡后小车匀速运动当物块距小车很近时，原动轮的半径再次变小，绳子的拉力不足以使原动轮匀速转动，但是由于物块的惯性，仍会减速下降 缠线机构 方案设计 方案设计 2.3传动机构 传动机构的功能是把动力和 运动传递到转向机构和驱动轮 上。要使小车行驶的更远及按 设计的轨道精确地行驶，传动 机构必需传递效率高，传动稳 定，结构简单重量轻等。齿轮 具有效率高，结构紧凑，工作 可靠，传动稳定的特点，所以 使用齿轮传动。 方案设计 2.4转向机构 转向机构是小车设计的关键部分，直接决定着小车的功能。转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦，结构简单，零部件已获得等基本条件，同时还需要有特殊的运动特性。能够将旋转运动转化为满足要求的来回摆动，带动转向轮左右从而实现拐弯避障的功能。 方案设计 2.5行走机构 行走机构分为三个轮子，即前轮，主动轮和从动轮，而且轮子有大小之分以及接触面不同，会导致摩擦力的不同。由于小车走曲线，两个后轮的线速度不一样，所以才用一个从动轮一个主动轮实现差速的问题。 方案设计 2.6微调