创新实验答辩.ppt

2011年大学生创新性实验计划项目答辩 关于汽车任意角度行驶的研究 指导老师 解恩 目录 立项背景 目的及意义实现原理创新性分析可行性分析应用前景 一 立项背景 基于目前车辆只能前后行驶 不能横向行进 出现了以下问题 汽车停靠不便 狭窄路道转弯不便等 我们想改变目前车轮的构造模式 使其能够实现方便快捷的360 转弯 而且大大减小了转弯时的离心力 可任意程度的飘逸 目前日本虽然有可以实现180度转弯的概念车 但它的原理只是把车厢旋转180度 而车轮没转 所以仍然没有实现任意角度 行驶 且不是很方便 我们是在汽车和轮胎的连接构造上进行改进 具体有两套解决方案 二 实现原理 方案一 轮胎的轴承改造动力获得 电磁驱动 在车轮的连接轴上安装一个发动机转子 在车轮的连接轴上安装一个比车轮半径略大的轴承 轴承上圈固定在汽车底盘上 轴承下圈连接一根轴穿过轮胎 并在垂直方向安置永磁体 这样车轮就能利用电磁原理获得动力且能够圆周转动 具体的方向控制 仍采用方向盘 把链接拉杆连接到下圈上 这样方向就能灵活控制 四个轮都采用相同原理 轴承轮胎透视图 带有轴承的车轮 方案二 汽车动力获得和前一个方法一样 只不过这里的车轮是一个球形车轮 它已经脱离传统意义上的车轮概念 此想法主要是对未来车型的一种猜想 然后把球形车路放到一个 腔 内 球和 容器 之间有钢珠连接 具体的方向控制不是采用方向盘 而是通过汽车的动力装置控制方向 前面已经说到 通过点此原理获得动力 在球形车轮里同样内置一个转子 外边安置网状的两组相互垂直的线圈 给不同的线圈通电就能使车轮按相应方向行驶 内部转子示意图 球形车轮的内部转子 轮胎容器及电磁线圈组合图 2020 3 15 11 可编辑 球形车轮的 容器 三 创新性分析 方案一的创新性 目前车辆的车轮转向是靠杠杆原理进行转弯 这就使得车子360 转弯成为一个瓶颈 为了克服此缺点 就必须改变传统的转向方式 目前中国有可以实现汽车轮胎90度转弯的汽车模型 SU20 但实现原理仍停留在杠杆拉动车轮 而国际上基于汽车 任意方向转弯 的研究仍停留在概念车上 比如日本概念车 但它只是在车轮不转动的情况下把车厢抬起来转动180度而已 只是让车头调到车尾而已 类似挖掘机的旋转方式 没有实现车子任意角度 行驶 方案一直接利用轴承的可任意方向旋转的特性 改变了现在汽车转向的实现原理 这是一个全新的原理 而且它的动力来源是电磁驱动 方案二的创新性 方案二其实是方案一的进一步拓展 因为方案一中车轮要转向不是很方便 没能 很任意 于是我们想到把车轮做成球形的 把它放到一个球形空腔中 用很多的小球作为润滑 该球形轮胎中内置两个垂直的转子 在空腔外网状的通电线圈的磁场作用下实现 任意 角度行驶 而且经查证目前国际上好没有类似的车轮研究 这种车轮更是颠覆了传统的车轮 四 可行性分析 按照目前的条件 方案一的实现可能性较大 且两个方案的关系为递进关系 即 方案二是在方案一的基础上的进一步改进 所以 我们着重讨论方案一的可行性 首先材料的方面没有问题 然后按照之前的原理所述 以及原理图的设计 车轮的轴承化构造完全可以实现 这是第一步 然后再考虑与动力的获得 按照电磁原理 也可以实现 接着是与汽车的连接以及方向的控制 轴承上层连接汽车底盘 下层连接轮胎 而方向可由连接在轴承下层的拉杆控制 或者采用链条齿轮式带动其旋转 所以实现方法较灵活 方案二的球形结构从方案一改进而来 其动力获得方式与方案一一样 由于要制造球形 车轮 这已经颠覆了传统意义上的车轮构造形式 实现起来较困难 综合两方案 难度都在于对轮胎特殊结构的制造要求高 以及制造合适的电磁转子使车轮获得动力 我们的初级目标是制造出能够实现以上功能的一个模型 然后再考虑实现实体汽车任意角度行驶 五 应用前景 任意角度形式的汽车在汽车停靠 急转弯方面方面有极好的优越性 可以减少交通拥堵等所带来的麻烦 对交通将会有极大的改善 届时 甚至汽车的形状都不再是长方形的 在汽车行驶方面 汽车行驶将会更加自由 也可能会出现更多形式的行驶方式 总的来说就是这种汽车将会使交