S型無碳小車-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

1、S型無碳小車 - 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案第二幅照片（小車側(cè)面）（注意照片的放置方向與頁(yè)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(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)方案參賽項(xiàng)目Structure Design Scheme 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： 重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為小車 的動(dòng)能和轉(zhuǎn)向輪周期性的

2、轉(zhuǎn)向。小車結(jié)構(gòu)有原動(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)不同的障礙物間距， 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

3、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 個(gè)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(dòng)軸， 帶動(dòng)驅(qū)動(dòng) 通過輸入軸帶動(dòng)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(zhǎng)長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)一 個(gè)完整的 S 路線。 重力勢(shì)能通過細(xì)繩以轉(zhuǎn)矩的 入軸通過一級(jí)齒輪傳動(dòng)將能量 輪并驅(qū)使小車向前運(yùn)動(dòng)； 小車 通過空間四桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)小車 中， 通過調(diào)節(jié)桿長(zhǎng)以滿足小車 單向軸承， 從而實(shí)現(xiàn)兩后輪的 大程度上實(shí)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(yùn)

4、動(dòng)可以計(jì)算出該余弦曲線 位置在偏離原點(diǎn)一個(gè)幅值長(zhǎng)度的地 的運(yùn)動(dòng)計(jì)算可得其運(yùn)動(dòng)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(shí)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(jì)算可得 過微調(diào)機(jī)構(gòu)調(diào) 離以及此時(shí)小 理論出發(fā)位置過計(jì)算 車出發(fā) 對(duì)小車 出小車節(jié)。車。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)

5、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)練綜合能力競(jìng)賽最大的收 獲！產(chǎn)品名稱 小車共頁(yè) 5第頁(yè) 1編號(hào)稱名裝校學(xué)- 6 -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 UndergraduateEngineering Training Integration Ability Competition)( 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)橐恍?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 第 2 編頁(yè)頁(yè)號(hào)稱名裝校- 10 - 11 -小車裝配圖 比 第 3例頁(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)- 12 - 13 -小車裝配爆炸圖 比 第 4例頁(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)- 14 -傳動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)各級(jí)傳動(dòng)比：砝碼下降長(zhǎng)度（ mm）/ 小車行走長(zhǎng)度 mm）: