飛天卡車設(shè)計(jì)說明書

.11/11第十一屆省機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽參賽作品極品飛車設(shè)計(jì)者：高明全，高嘉翔，宮，輝指導(dǎo)教師：周娜，群超東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院2012年4月16日極品飛車設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)者：高明全，高嘉翔，宮，輝，指導(dǎo)教師：周娜，群超（東北大學(xué)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，110004）作品容簡介本參賽作品是一種新型遙控飛行玩具。主要有動(dòng)力設(shè)備、控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等部分組成。機(jī)體成卡車形狀，可在陸地上行動(dòng)自如，也可在空中自由飛翔。機(jī)身主要由3mmEPP版和全方位碳纖維片、桿骨架構(gòu)成，共四片輔翼，采用升降-副翼混控技術(shù)，既減輕重量，又方便控制。關(guān)鍵詞：卡車形狀，混控，遙控飛行一、設(shè)計(jì)背景在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，飛行玩具逐漸向多樣化，創(chuàng)新型，自動(dòng)化方向發(fā)展，在社會(huì)發(fā)展的大潮流、大趨勢之下，仿生機(jī)器鳥應(yīng)運(yùn)而生。目前市場上出現(xiàn)的飛行類玩具繁多，有直升機(jī)、固定翼飛機(jī)等，但是它們都給人以直觀感覺，完全模仿飛機(jī)的真實(shí)形態(tài)。從宏觀環(huán)境來看，目前玩具產(chǎn)業(yè)大變革、大發(fā)展的時(shí)代，在當(dāng)前對(duì)玩具獨(dú)特性外觀設(shè)計(jì)要求日益增加的態(tài)勢下，像飛天卡車這類玩具所受到的影響和未來的發(fā)展態(tài)勢都是不可估量的，無論是對(duì)對(duì)于飛行玩具產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展還是獨(dú)特性外觀設(shè)計(jì)要求玩具產(chǎn)業(yè)在具體工作中的突破都具有積極的指導(dǎo)作用。我們小組借此次機(jī)械設(shè)計(jì)大賽的機(jī)會(huì)，順應(yīng)機(jī)械玩具這一主題，展開創(chuàng)新設(shè)計(jì)。最終確定了飛天卡車這一設(shè)計(jì)方案。在提高自身的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的同時(shí)，也希望為國的飛行玩具行業(yè)發(fā)展做出一份作為中國大學(xué)生應(yīng)有的貢獻(xiàn)。二、國外研究發(fā)展現(xiàn)狀關(guān)于外形獨(dú)特飛行器的研究起源很早，世界各國都有一些作品，想飛碟型，仿生型的飛行器層出不窮。而就卡車型的飛行器來說也是有著不少的成果出現(xiàn)。英國當(dāng)局近日批準(zhǔn)了一項(xiàng)新產(chǎn)品——飛天汽車，五年之這款汽車將在英國量產(chǎn)，飛天汽車已不再停留在圖紙上。這款造價(jià)25萬美元的Terrafugia飛天汽車有兩個(gè)座位，最高時(shí)速達(dá)115英里，一缸燃料可以跑500英里，駕駛員經(jīng)過20小時(shí)培訓(xùn)即可駕駛該飛天汽車。只要按一個(gè)按鈕，這架飛天汽車就會(huì)用短短的15秒的時(shí)間自動(dòng)將機(jī)翼收起，動(dòng)力輸出設(shè)備就從原來的推進(jìn)器改為后車輪，它可以以每小時(shí)65英里的時(shí)速行駛，能夠很輕松地停進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)大小的車庫。三、作品工作原理與其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體設(shè)計(jì)參數(shù)車身長：730mm電動(dòng)機(jī)：微型無刷電機(jī)手纏車身寬：330mm螺旋槳：7寸EP7060電動(dòng)減速槳高度：320mm舵機(jī)：盛輝9克舵機(jī)扭矩1.6kg·cm空車重：120克電池：聚合物航模電池7.4v800mAh全車重：190克充電時(shí)間：40分鐘左右遙控器：WFT06II六通道續(xù)航時(shí)間：8分鐘左右遙控圍：700m原型機(jī)：成品機(jī)：機(jī)體結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)機(jī)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：機(jī)身采用全方位碳纖維片、桿骨架結(jié)構(gòu)，在具有很強(qiáng)強(qiáng)度的同時(shí)又保持著較輕的重量，骨架填充材料用3mmEPP板，質(zhì)量輕，成本低而且具有相當(dāng)強(qiáng)的柔性和韌性。兩者結(jié)合在一起，使機(jī)身具有著超強(qiáng)的耐用性和可靠性。動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)：螺旋槳的受力分析：在距螺旋槳旋轉(zhuǎn)中心半徑為r處取一長度為dr的微元段,其剖面形狀如圖1所示,任一瞬時(shí)作用在微元段拉力為：EQ式中:C為拉力特性參數(shù)；當(dāng)?shù)貧饬髅芏?v為相對(duì)于槳葉的合速度的大小;c為槳葉弦長;r為距旋轉(zhuǎn)軸半徑。本模型中采用8010螺旋槳：=0.13m.無刷電機(jī)60WD02型號(hào)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=3000r/min，=1.0.氣動(dòng)參數(shù)，v去一周之的平均值：則：因此最大拉力：最低水平飛行速度：模型迎風(fēng)角基本參數(shù)：迎風(fēng)面積：S=0.015;迎風(fēng)角：；升力系數(shù):;車身重量:M=200g;因此升力：此時(shí)，水平阻力為：因此最低水平速度：控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：飛車采用無線電遙控，控制器選用國產(chǎn)天地飛WFT06II六通道遙控器，可實(shí)現(xiàn)700米圍有效控制。飛車共四片輔助翼，三個(gè)舵機(jī)控制，采用升降—副翼混空技術(shù)，車體可在陸地轉(zhuǎn)向自如，也可在空中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向、翻滾、爬升、俯沖等多種動(dòng)作。四、主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)=1\*GB3①打破傳統(tǒng)飛行外形設(shè)計(jì)，給人不一樣的視覺和心靈沖擊。=2\*GB3②車身采用超輕EPP材料，并嵌入完全自主設(shè)計(jì)的全方位碳纖維片、桿骨架，輕便靈活并且牢固可靠。=3\*GB3③采用升降-副翼混控技術(shù)，減輕了車身的重量，便于操作，也降低了成本。五、推廣應(yīng)用價(jià)值、空中飛行的玩具現(xiàn)在已經(jīng)在玩具市場占有了相當(dāng)大的份額，這類玩具的生命力在于它的趣味性和知識(shí)性。親手制作的航模翱翔、馳騁水面，往往會(huì)使青少年產(chǎn)生美好的遐想,激勵(lì)他們不停地追求。從這類玩具中還可以學(xué)到許多科技知識(shí)，培養(yǎng)既善于動(dòng)腦又善于動(dòng)手和克服困難、勇于進(jìn)取的優(yōu)秀品質(zhì)，促進(jìn)德、智、體全面發(fā)展。本產(chǎn)品外形獨(dú)特，能在陸地空中自由運(yùn)動(dòng)，操作靈活，成本低廉，娛樂性極強(qiáng)，具有很好的市場前景。就此，我們小組大膽設(shè)想，大膽創(chuàng)新，勇于設(shè)計(jì)，相信我們的努力必將有所收獲！參考文獻(xiàn)：