S型無碳小車-結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

1、S型無碳小車 - 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案第二幅照片（小車側(cè)面）（注意照片的放置方向與頁面方向一致， 照片上不允許出現(xiàn)參賽學(xué)校信息，閱后刪除。 ）稱名裝校第五屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽(廣西賽區(qū))The 5 th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition(Guangxi Division )結(jié)構(gòu)設(shè)計方案參賽項目Structure Design Scheme S1、設(shè)計思路1. 根據(jù)比賽要求，為使無碳小車達到繞樁前進的目 的，無碳小車應(yīng)實現(xiàn)兩個功能： 重力勢能轉(zhuǎn)換為小車 的動能和轉(zhuǎn)向輪周期性的

2、轉(zhuǎn)向。小車結(jié)構(gòu)有原動機 構(gòu)、傳動機構(gòu)、 轉(zhuǎn)向機構(gòu)、 微調(diào)機構(gòu)與車身及其他輔 助零件。原動機構(gòu)的作用是將重錘的重力勢能轉(zhuǎn)化為 小車前行的驅(qū)動力，能實現(xiàn)這一功能的方案有多種， 但就效率和簡潔性來看繩輪最優(yōu)。 傳動機構(gòu)要求能量 損耗少、 傳動比精確， 故優(yōu)先選用齒輪機構(gòu)。 轉(zhuǎn)向機 構(gòu)要求控制精度高、 摩擦損失小， 選用空間曲柄搖桿 機構(gòu)。 微調(diào)機構(gòu)是小車柔性的體現(xiàn)， 調(diào)整它能使小 車能夠適應(yīng)不同的障礙物間距， 無碳小車的微調(diào)主要 體現(xiàn)在對曲柄長度和連桿長度的微調(diào)。 為減輕車身質(zhì) 量同時保證小車剛度要求， 小車采用鋁板作為底板材 料，上面安裝軸承座以支撐輸入軸、 驅(qū)動軸、 吊掛重 物的立桿等，小車轉(zhuǎn)向

3、輪的支撐架也固定在底板 上。2. 通過計算并確定兩齒輪的的傳動比 i ，并實現(xiàn)小車驅(qū)動輪每行走 i 個周 個周期，小車也行走一 3. 使用滑輪組將重物的 形式傳遞到輸入軸；輸 傳到驅(qū)動軸， 帶動驅(qū)動 通過輸入軸帶動圓盤并 的轉(zhuǎn)向。具體調(diào)試過程 周期性轉(zhuǎn)向； 小車采用 差速，便于轉(zhuǎn)彎， 并最 化。長長度，轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動實現(xiàn)一 個完整的 S 路線。 重力勢能通過細繩以轉(zhuǎn)矩的 入軸通過一級齒輪傳動將能量 輪并驅(qū)使小車向前運動； 小車 通過空間四桿機構(gòu)實現(xiàn)小車 中， 通過調(diào)節(jié)桿長以滿足小車 單向軸承， 從而實現(xiàn)兩后輪的 大程度上實現(xiàn)了小車結(jié)構(gòu)的優(yōu)2、小車出發(fā)定位方案 無碳小車的行走路線近似于余 小車的運

4、動可以計算出該余弦曲線 位置在偏離原點一個幅值長度的地 的運動計算可得其運動方程， 再 轉(zhuǎn)向輪的偏向角度，偏向角度可通 通過小車出發(fā)時垂直擺樁方向的距 前輪的偏向角度，從而確定小車的弦曲線， 通 的幅值， 小 方。 通過 通過計算可得 過微調(diào)機構(gòu)調(diào) 離以及此時小 理論出發(fā)位置過計算 車出發(fā) 對小車 出小車節(jié)。車。3、總結(jié)和體會 在無碳小車的設(shè)計、加工、裝配、調(diào)試的過程中， 設(shè)計、論證、實驗驗證的過程不斷重復(fù)， 我們在這個 過程中，不僅增強了我們對專業(yè)知識的理解， 同時還 鍛煉了我們的動手實踐能力。 在無碳小車不斷完善的 過程中通過發(fā)現(xiàn)問題、 分析問題、 解決問題， 使我們 學(xué)會了如何從工程設(shè)計

5、的角度去看待問題， 這是我們 參加全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽最大的收 獲！產(chǎn)品名稱 小車共頁 5第頁 1編號稱名裝校學(xué)- 6 -第五屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽(廣西賽區(qū)The 5 th National UndergraduateEngineering Training Integration Ability Competition)( Guangxi Division )結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 Structure Design Scheme參賽項目4、結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新特色說明1. 小車的重量較輕， 因為一些強度和精度要求不高的 零件采用 3D 打印技術(shù)，大大減少了加工制造難度和 加工時間及成本2.結(jié)構(gòu)簡單相對較簡單， 而且一些結(jié)構(gòu)接觸處通過安 裝軸承達到減小摩擦的目的3. 采用單向軸承來實現(xiàn)小車的差速運動產(chǎn)品名稱 小車 共 5 第 2 編頁頁號稱名裝校- 10 - 11 -小車裝配圖 比 第 3例頁第五屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽（廣西賽區(qū)）共 5頁- 12 - 13 -小車裝配爆炸圖 比 第 4例頁第五屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽（廣西賽區(qū)）共 5頁- 14 -傳動設(shè)計數(shù)據(jù)各級傳動比：砝碼下降長度（ mm）/ 小車行走長度 mm）: