S型无碳小车-结构设计方案

1、S型无碳小车 - 结构设计方案第二幅照片（小车侧面）（注意照片的放置方向与页面方向一致， 照片上不允许出现参赛学校信息，阅后删除。 ）称名装校第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛(广西赛区)The 5 th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition(Guangxi Division )结构设计方案参赛项目Structure Design Scheme S1、设计思路1. 根据比赛要求，为使无碳小车达到绕桩前进的目 的，无碳小车应实现两个功能： 重力势能转换为小车 的动能和转向轮周期性的

2、转向。小车结构有原动机 构、传动机构、 转向机构、 微调机构与车身及其他辅 助零件。原动机构的作用是将重锤的重力势能转化为 小车前行的驱动力，能实现这一功能的方案有多种， 但就效率和简洁性来看绳轮最优。 传动机构要求能量 损耗少、 传动比精确， 故优先选用齿轮机构。 转向机 构要求控制精度高、 摩擦损失小， 选用空间曲柄摇杆 机构。 微调机构是小车柔性的体现， 调整它能使小 车能够适应不同的障碍物间距， 无碳小车的微调主要 体现在对曲柄长度和连杆长度的微调。 为减轻车身质 量同时保证小车刚度要求， 小车采用铝板作为底板材 料，上面安装轴承座以支撑输入轴、 驱动轴、 吊挂重 物的立杆等，小车转向

3、轮的支撑架也固定在底板 上。2. 通过计算并确定两齿轮的的传动比 i ，并实现小车驱动轮每行走 i 个周 个周期，小车也行走一 3. 使用滑轮组将重物的 形式传递到输入轴；输 传到驱动轴， 带动驱动 通过输入轴带动圆盘并 的转向。具体调试过程 周期性转向； 小车采用 差速，便于转弯， 并最 化。长长度，转向机构运动实现一 个完整的 S 路线。 重力势能通过细绳以转矩的 入轴通过一级齿轮传动将能量 轮并驱使小车向前运动； 小车 通过空间四杆机构实现小车 中， 通过调节杆长以满足小车 单向轴承， 从而实现两后轮的 大程度上实现了小车结构的优2、小车出发定位方案 无碳小车的行走路线近似于余 小车的运

4、动可以计算出该余弦曲线 位置在偏离原点一个幅值长度的地 的运动计算可得其运动方程， 再 转向轮的偏向角度，偏向角度可通 通过小车出发时垂直摆桩方向的距 前轮的偏向角度，从而确定小车的弦曲线， 通 的幅值， 小 方。 通过 通过计算可得 过微调机构调 离以及此时小 理论出发位置过计算 车出发 对小车 出小车节。车。3、总结和体会 在无碳小车的设计、加工、装配、调试的过程中， 设计、论证、实验验证的过程不断重复， 我们在这个 过程中，不仅增强了我们对专业知识的理解， 同时还 锻炼了我们的动手实践能力。 在无碳小车不断完善的 过程中通过发现问题、 分析问题、 解决问题， 使我们 学会了如何从工程设计

5、的角度去看待问题， 这是我们 参加全国大学生工程训练综合能力竞赛最大的收 获！产品名称 小车共页 5第页 1编号称名装校学- 6 -第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛(广西赛区The 5 th National UndergraduateEngineering Training Integration Ability Competition)( Guangxi Division )结构设计方案 Structure Design Scheme参赛项目4、结构设计创新特色说明1. 小车的重量较轻， 因为一些强度和精度要求不高的 零件采用 3D 打印技术，大大减少了加工制造难度和 加工时间及成本2.结构简单相对较简单， 而且一些结构接触处通过安 装轴承达到减小摩擦的目的3. 采用单向轴承来实现小车的差速运动产品名称 小车 共 5 第 2 编页页号称名装校- 10 - 11 -小车装配图 比 第 3例页第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛（广西赛区）共 5页- 12 - 13 -小车装配爆炸图 比 第 4例页第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛（广西赛区）共 5页- 14 -传动设计数据各级传动比：砝码下降长度（ mm）/ 小车行走长度 mm）: