“活力”小车设计与制作(学生) 2.doc

创新实践课程实验报告项目名称：“活力”小车设计与制作项目组组成员：姓名： 学号： 专业班级： 姓名： 学号： 专业班级： 姓名： 学号： 专业班级： 姓名： 学号： 专业班级： 姓名： 学号： 专业班级： 姓名： 学号： 专业班级： 姓名： 学号： 专业班级： 姓名： 学号： 专业班级： 指导教师： 熊开封报告提交时间： 2013年11月21日 活力小车的设计与制作1、项目目的与要求本次设计主要是利用非电能（风能、大气压强、弹性势能等）通过能量转化为机械能，并且无污染、低碳成为设计的基本要求，该小车通过动力驱动装置能够在跑道上前行，达到5米以上即为合格，但在比赛中，小车前进的直线距离越远效果越好，并且设计小车美观。2、设计与制作方案2.1方案对比与选择方案一：利用弹簧的弹性势能转化为小车的动能，准备初期，用力拧紧弹簧，使其充分压缩，弹性势能足够大，然后松开小车，小车便能沿着跑道向前前进。方案二：利用发条原理驱动小车，就是使用几条橡皮筋和一个棘轮棘爪机构，先手动按住棘轮，旋紧橡皮筋，手松开后，橡皮筋上面的棘爪带动棘轮旋转，棘轮就连接在小车的轴上面的，小车就跟着动起来了。因方案一中弹簧的势能不是很大，即难以在小车上安装一个弹性势能很大的弹簧，如果弹性势能很小，转化为小车的动能就很小，这样很难满设计要求的五米以上，而方案二利用发条原理能使小车稳定持续运动一段时间，因此能够满足设计的要求，而且材料极易寻找。对比方案一和方案二，方案二是最佳的选择。综上：决定采用方案二来设计活力小车。2.2采用的创新技法本次设计中，采用了如下的两大创新技法：智力激励法与设问检查型创造技法。2.3仪器设备与材料2.3.1用的的主要仪器：老虎钳、锯条、螺丝刀、尺子、小刀等等。2.3.2主要材料：四个不锈钢轮子，橡皮筋，发条，轴承等。2.4功率损失分析功率损失主要在小车车轮与地面和车轮与车轴之间摩擦，空气阻力相对于前两者来说小之又小，可以不在考虑范围之类，设计过程中也不考虑车轮与地面间的摩擦，因为这个摩擦也是不可避免的，所以改进之处就是在车轮与车轴之间，考虑到两车轮要同步转动，所以添加了轴承装置，可以减少摩擦，又可以使两车轮同步转动。2.5资料的收集资料的收集主要来源于互联网的搜索，汲取别人的先进成果，再利用自己所学知识加以改进与实现，此外还有图书馆书籍检索，查阅需要的资料，主要收集到的参考资料有无碳小车设计说明书、无碳小车的设计。3、设计与制作过程该小车主要利用木板作为车身，采用钢条穿过两个不锈钢轮子，前后各两个车轮，共计四个车轮，驱动原理主要是使用发条，其工作原理是先手动按住棘轮，旋紧橡皮筋，手松开后，橡皮筋上面的棘爪带动棘轮旋转，棘轮就连接在小车的轴上面的，小车便能向前前进。 3.1 车轮与车轴的设计利用老师提供的钢条，截出两根20cm左右的钢条，两边各套两个车轮（如图1所示），为了减小摩擦，在车轮与钢条之间加一个轴承，这样保证了小车能运动更远的距离。 小车车轮与车轴3.2驱动装置的设计把棘轮固定安装在前轮轴上，把棘爪和橡皮筋连在一起，用一根连接前后轮轴的轴使得棘爪和棘轮配合好，一只手固定棘轮，另一只手旋紧橡皮筋，手松开后，橡皮筋上面的棘爪带动棘轮旋转，棘轮的转动带动车轮的转动，小车就跟着动起来了。 4、结果与讨论 本报告主要介绍了我们小组设计活力小车的方案，阐述了驱动设计，车轮转动设计。并且在想法的基础之上加以物理分析，给出了一些零部件的设计图。最后小车测试的指标是小车基本能够按照直线行走，平均行走距离为17米。 感想与收获通过我们小组近两个星期的努力，在大家齐心协力共同配合下，我们按要求完成了老师布置的动力小车的设计与制作。在这小车的制作过程中，我们每一名团队成员都体会到了团队配合的重要性，大家心往一处想，劲儿往一处使，共同克服制作过程中遇到的难题。在制作的开始阶段，大家分工合作，在小组组长的带领下，大家高效率的完成各自领受的任务，无论是相关资料的收集，还是小车制作材料的准备，每位小组成员都尽心尽责的完成自己的任务，在大家的努力下，准备工作很快就做好了，接下来的便是进行动力小车的具体制作，由于有了前期的精心准备，大家动起手来也得心应手，很快的，车身，车轴，驱动系统便形象的展现在了我们面前，有了大概的形状，我们再对一些具体的部件进行修改与组装，在不断的测试和交换意见之下，一辆小巧的动力小车便基本成型了，前后总体耗时两个星期时间，置身其中作为一名实际参与者，每一位成员都有很大的收获与体会。通过四处收集相关资料与制造材料，锻炼了我们的实际动手能力，在制造过程中我们也遇到了很多问题，比如说小车的稳定性能不是很好，小车的前进距离也不太理想，不过，在遇到问题之后，大家并没有退缩，而是通过不同途径积极的去寻找解决方法，这大大提高了我们在遇到困难时独立解决问题的能力，定能使我们在以后的学习生活中受益匪浅。最后，经过大家的共同努力，小车前进距离到达要求，并且能在老师要求的距离上进行适当的提升，