以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车

无碳小车设计书班级：失控09-2班级名字：等朋远团队成员：等待是很久以前的金石2012.10目录竞赛命题和参加项目 (3)二设计思想(4)三传动机构方案编制(5)四工作的过程(11 )竞赛命题和参赛项目竞赛命题I :用重力势驱动的带方向控制功能的自行车。设计了某种推车，其行驶和驱动转向的能量根据能量转换原理，从规定的重力电势进行了转换。 给出的重力势为4焦耳(取g=10m/s2)，竞技时质量1Kg的重块(卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡653图1是卡车的示意图。 具体要求： (1)小车进行中完成的所有动作所需的能量由此能量转换得到，不得使用其他能量形式；(2)小车具有转向控制机构，该转向控制机构具有与放置不同间距障碍物的赛场相适应的调整功能车模式图无碳车是通过重力势自动行驶的模式图参加比赛的项目：竞赛命题II :第一阶段：小车在标准乒乓球台(长1525mm，宽1370mm )上，绕过放置在中心线上的距离为300mm以上(具体距离为自定义)的两个障碍物，起点是自定义的，绕过时不能碰到障碍物，不能从球台上掉下来。 障碍物是直径20mm、长度200mm的2根圆棒，推车达到了多少8字的迂回次数来综合评价成绩。第二阶段：在比赛现场公开抽签，可在300-500mm范围内形成新的障碍物间隔。 本组各队根据调整后的故障间隔，调整自己的车组装或修理。 组委会现场提供普通车床、钳位和调整场所。 在规定的时间内，各队必须完成调整内容。 本组各队带着调整修理后的推车，在调整障碍间隔后的竞技场进行比赛。二设计思想1 .传递能动力的机构越多，传递效率越低2、单周期路径越短，能量损失越小3 .物块落下的最终速度越慢，推车获得的能量越多4、车身越轻，阻力越小，有效工作越多5、整车重心越低，车越稳定三传动机构方案的编制原理分析：三轮车杆与实际的车体操舵过程的原理相同，在车体操舵时方向控制车(在此为前轮)与车体轴线之间产生角度a，此时，后轮轴线与前轮轴线在稍远的点相交，角度a不变时，实际的汽车后轮为差动连接，因此车体以此点为中心旋转。 在转向过程中，角度a逐渐变大，达到一定程度后逐渐变小，车完成转向进行直线运动，直到前轮的轴线与车体的轴线重合为止。在主动传动过程中，只通过一个固定滑轮，最大化传动效率能量守恒表明，最初的总能量是物质块的重力势，随着物质块落下，用绳子拉车前进，物质块的部分能量转化为车的动能和车身摩擦损失，其馀部分得到物质块前进和落下的速度。=决定大的齿轮比，使车初期运动时的动力略大于其静摩擦阻力，使车获得最小的初速和小的加速度，重物落下时的速度慢，转化为车前进的学习很多。实际的汽车转向的实现，两轮速度是同样的直径但是路程不同，因此必须依赖于后轮之间的差分连接。 设计中的轿车后轮没有差动连接，一个车轮可能同时出现滚动和滑动。 考虑到块体开始运动时的重心较高，在轿车转向的过程中需要较大的力矩平衡块体受到的向心力。 此时，若行驶曲线外侧的车轮支承力f远大于内侧车轮支承力f，则内侧车轮滚动和滑动同时存在，外圈纯滚动，因此外圈路径成为计算基准。 (上图)图中的凸轮顶出销由于车身的两处支承不能水平且水平方向摆动，用弹簧拉紧，暂时接触凸轮轮廓曲线，在另一端设置弯曲件，插入前轮轴的突出部分的槽中，前轮与车身轴的角度的正切值与从凸轮轮廓到凸轮旋转中心的距离成正比，凸轮轮廓机构图根据三轮车的转向原理，推车的后轮中心点的前进道路(下图)，由于两杆之间的长距离将车的路径设定为直线，可以使杆的周围成为曲线，所以直线可以接触曲线段，转向过程变得平滑。根据上述转向原理，根据推车的实际尺寸和设定的后轮曲线求出前轮的运转曲线，可以求出后轮中心的切线梯度和前轮曲线的切线梯度之差，可以得到前轮和车体轴线的角度的变化规律，确定凸轮轮廓曲线，推车进入曲线时和出曲线时的角是突变量，因此， 为获得过渡平滑性，在加工轮廓曲线时适当加快槽，进行过渡处理，使转向更加平滑，使后轮中心轨迹更加准确。 为了简化轮廓曲线的加工，将后轮中心轨迹曲线设定为圆弧，如果凸轮轮廓对应段与旋转中心的距离不变，则曲线段也为圆弧。结构的实现：计算设定路线的总路线和后轮周长，它们的比率是后轮和凸轮的带传动比，计算车行驶一个周期(完全8字形)时凸轮正好旋转一圈，杆曲线段占一个周期段的比例，确定与圆盘的凸凹部分对应的圆周角， 设定圆弧段的半径决定凸轮的凸部和凹部的深度，图中的虚线部分是车直行时的凸轮对应位置，车从8字状的两圆弧交点o释放(对应位置是虚线和凸轮轮廓的左侧交叉位置)，通过转移段OC (对应位置是凸轮凸部和凹部的连结段)后，车开始绕a杆运动， 轨迹通过圆弧CD (对应位置为凸轮凹陷的部分)迂回至转移段DO (凹陷的部分结束)，开始向车的前轮的相反侧偏转的滑车通过转移段OE进入另一方的圆弧EF (凸轮对应位置为凸部)，完成的杆(凸部结束)通过转移段FO返回起点，在一次迂回结束后，上述动作四个工作过程推车计算出路径后，由于以车轮为基准，开始运动的位置与凸轮的对应位置相对应，将块提高到要求高度，将细线穿过车架上部的滑轮逆时针卷绕在固定于后轮轴的线轴上，释放块，块在重力作用下用细线拖动后轮使车身前进，通过皮带轮传动将运动传递给凸轮，使凸轮旋转，通