S型無碳小車-結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

---裝線第疊居企附丈母士工程制像候金錢力竟賽The5thNationalUndergraduateEngineeringTrainingIntegrationAbilityCompetition(GuangxiDivision)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案StructureDesignScheme參賽項(xiàng)目S1、設(shè)計(jì)思路L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)曲柄長度和連桿長度的微調(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)周長長度，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5頁第1頁編號(hào)訂第1居泰附丈母金工程制依候金於力竟賽The5thNationalUndergraduateEngineeringTrainingIntegrationAbilityCompetition(GuangxiDivision)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案StructureDesignScheme參賽項(xiàng)目4、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新特色說明L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.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.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 第2頁 編號(hào)裝訂RIJ三M持物-WK毋科小車裝配圖比例笫3頁*人屆?。?人*械住?乜分4t ，&山J關(guān)5頁小車裝配④炸圖$八屆A6上￡ 作?做分4ttf廣atdJ傳動(dòng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)磅碼下降長度,??/小車打龍長度<■■>：小車取大理電行走長度: