S型無碳小車-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

1、第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)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(jì)方案Structure Design Scheme編號(hào)（此欄由賽務(wù)工作人員填寫）第一幅照片（小車止面）（注意照片的放置方向與頁(yè)回方向一致，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(yè)回方向一致，照片上不允許出現(xiàn)參賽學(xué)校信息，閱后刪除。）線:目項(xiàng)賽參:稱名校學(xué)- L-6 -第五屆全國(guó)大學(xué)生工程

2、訓(xùn)練綜合能力競(jìng)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(jì)方案Structure Design Scheme參賽項(xiàng)目S1、設(shè)計(jì)思路1.根據(jù)比賽要求，為使無碳小車達(dá)到繞樁前進(jìn)的目的，無碳小車應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：重方勢(shì)能轉(zhuǎn)換為 小車的動(dòng)能和轉(zhuǎn)向輪周期性的轉(zhuǎn)向。小車結(jié)構(gòu)后原動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、微調(diào)機(jī)構(gòu)與車身 及其他輔助零件。原動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是將重錘的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車前行的驅(qū)動(dòng)力，能實(shí)現(xiàn)這一功能 的方案有多種，但就

3、效率和簡(jiǎn)潔性來看繩輪最優(yōu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)要求能量損耗少、傳動(dòng)比精確，故優(yōu)先 選用齒輪機(jī)構(gòu)。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)要求控制精度高、摩擦損失小，選用空間曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。微調(diào)機(jī)構(gòu)是小車柔性的體現(xiàn)，調(diào)整它能使小車能夠適應(yīng)不問的障礙物間距，無碳小車的微調(diào)主要體現(xiàn)在對(duì)曲柄長(zhǎng) 度和連桿長(zhǎng)度的微調(diào)。為減輕車身質(zhì)量同時(shí)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(dòng)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.通過計(jì)算并確定兩齒輪的的傳動(dòng)比i ,并實(shí)現(xiàn)小車驅(qū)動(dòng)輪每行走 i個(gè)周長(zhǎng)長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)周期，小車也行走一個(gè)完整的S路線。3.使用滑輪組將重物的重力勢(shì)能通過細(xì)繩以轉(zhuǎn)矩的形式傳遞

4、到輸入軸；輸入軸通過一級(jí)齒輪傳動(dòng)將 能量傳到驅(qū)動(dòng)軸，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪并驅(qū)使小車向前運(yùn)動(dòng)；小車通過輸入軸帶動(dòng)圓盤并通過空間四桿機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向。具體調(diào)試過程中，通過調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)以滿足小車周期性轉(zhuǎn)向；小車采用單向軸承，從 而實(shí)現(xiàn)兩后輪的差速，便于轉(zhuǎn)彎，并最大程度上實(shí)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(jì)算小車的運(yùn)動(dòng)可以計(jì)算出該余弦曲線的幅值，小車出發(fā)位置在偏離原點(diǎn)一個(gè)幅值長(zhǎng)度的地方。通過對(duì)小車的運(yùn)動(dòng)計(jì)算可得其運(yùn)動(dòng)方程，再通過計(jì)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(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)。通過小車出發(fā)時(shí)垂直擺樁方向的距 離以及此時(shí)小車前輪的偏向角度，從而確定小車的理論

5、出發(fā)位置。3、總結(jié)和體會(huì)在無碳小車的設(shè)計(jì)、加工、裝配、調(diào)試的過程中，設(shè)計(jì)、論證、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程不斷重復(fù)，我 們?cè)谶@個(gè)過程中，不僅增強(qiáng)了我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解，同時(shí)還鍛煉了我們的動(dòng)手實(shí)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(huì)了如何從工程設(shè)計(jì)的角度 去看待問題，這是我們參加全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力也最大的收獲！產(chǎn)品名稱小車共5頁(yè)第1頁(yè)編號(hào)訂:目項(xiàng)賽參稱名校學(xué)-第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽(廣西賽區(qū))The 5 th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Comp

6、etition( Guangxi Division )結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案Structure Design Scheme參賽項(xiàng)目4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新特色說明1 .小車的重量較輕，因?yàn)長(zhǎng)些強(qiáng)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(shí)間及成本2 .結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單相對(duì)較簡(jiǎn)單，而且一些結(jié)構(gòu)接觸處通過安裝軸承達(dá)到減小摩擦的目的3 .采用單向軸承來實(shí)現(xiàn)小車的差速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)品名稱小車共5頁(yè)第2頁(yè)編號(hào)訂線:目項(xiàng)賽參稱名校學(xué)-:目項(xiàng)賽參 ：稱名校學(xué)- L小車裝配圖比例第3頁(yè)第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽（廣西賽區(qū)）共5頁(yè):目項(xiàng)賽參 ：稱名校學(xué)小車裝配爆炸圖比 例第4頁(yè)第五屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽（廣西賽區(qū)）共5頁(yè)傳動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)各級(jí)傳動(dòng)比:祛碼下降長(zhǎng)度（mm/小車行走長(zhǎng)度（