S型無碳小車-結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)技術(shù)方案

1、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 5thNational UndergraduateEngineering Training Integration Ability Competition(GuangxiDivision)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案Structure Desig n Scheme編號（此欄由賽務(wù)工作人員填 寫）第一幅照片（小車正面）（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。）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。）訂線程工賽參 稱名校學(xué)_L第五屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽(

2、廣西賽區(qū))The 5thNational UndergraduateEngineering Training Integration Ability Competition(GuangxiDivision)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案Structure Desig n Scheme參賽工程S1、設(shè)計思路1.1.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)

3、。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)要求控制精度咼、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)不冋的障礙物間距，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)量冋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)向輪的支撐架也固定在底板上。2.2.通過計算并確定兩齒輪的的傳動比i i，并實現(xiàn)小車驅(qū)動輪每行走i i 個周長長度，轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動實現(xiàn)一個周期，小車也行走一個完整的S S 路線。3.3.使用滑輪組將重物的重力勢能通過細(xì)繩以轉(zhuǎn)矩的形式傳遞到輸

4、入軸；輸入軸通過一級齒輪傳動將 能量傳到驅(qū)動軸，帶動驅(qū)動輪并驅(qū)使小車向前運動；小車通過輸入軸帶動圓盤并通過空間四桿機構(gòu) 實現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向。具體調(diào)試過程中，通過調(diào)節(jié)桿長以滿足小車周期性轉(zhuǎn)向；小車采用單向軸承，從 而實現(xiàn)兩后輪的差速，便于轉(zhuǎn)彎，并最大程度上實現(xiàn)了小車結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。2、小車出發(fā)定位方案無碳小車的行走路線近似于余弦曲線，通過計算小車的運動可以計算出該余弦曲線的幅值，小車 出發(fā)位置在偏離原點一個幅值長度的地方。通過對小車的運動計算可得其運動方程，再通過計算可得出小車轉(zhuǎn)向輪的偏向角度，偏向角度可通過微調(diào)機構(gòu)調(diào)節(jié)。通過小車出發(fā)時垂直擺樁方向的距 離以及此時小車前輪的偏向角度，從而確定小車的理論出

5、發(fā)位置。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，冋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 5 5 頁第 1 1 頁編號訂線程工賽參 稱名校學(xué)_L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 5thNational UndergraduateEngineering Training Integration Abili

6、ty Competition(GuangxiDivision)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案Structure Desig n Scheme參賽工程4、結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新特色說明1.1.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3D3D 打印技術(shù)，大大減少了加工制造難度和加工時間及成本2.2. 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3.3.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 5 頁第 2 2 頁編號訂線:程工賽參 稱名校學(xué)-_I_LII申IIIIiI訂稱名校小車裝配圖比例第 3 3 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 5 頁小車裝配爆炸圖比例第 4 4 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 5 頁傳動設(shè)計數(shù)據(jù)各級傳動比：砝碼下降長度（mmmm / /小車行走