S型无碳小车结构设计专项方案.doc

第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛（广西赛区）
The 5th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition（Guangxi Division）
结构设计方案
Structure Design Scheme
编 号
（此栏由赛务工作人员填写）
第一幅照片（小车正面）
（注意照片放置方向和页面方向一致，
照片上不许可出现参赛学校信息，阅后删除。）
第二幅照片（小车侧面）
（注意照片放置方向和页面方向一致，
照片上不许可出现参赛学校信息，阅后删除。）

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第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛（广西赛区）
The 5th National Undergraduate Engineering Training Integration Ability Competition（Guangxi Division）
结构设计方案
Structure Design Scheme
参赛项目
S
1、设计思绪
1.依据比赛要求，为使无碳小车达成绕桩前进目标，无碳小车应实现两个功效：重力势能转换为小车动能和转向轮周期性转向。小车结构有原动机构、传动机构、转向机构、微调机构和车身及其它辅助零件。原动机构作用是将重锤重力势能转化为小车前行驱动力，能实现这一功效方案有多个，但就效率和简练性来看绳轮最优。传动机构要求能量损耗少、传动比正确，故优先选择齿轮机构。转向机构要求控制精度高、摩擦损失小，选择空间曲柄摇杆机构。 微调机构是小车柔性表现，调整它能使小车能够适应不一样障碍物间距，无碳小车微调关键表现在对曲柄长度和连杆长度微调。为减轻车身质量同时确保小车刚度要求，小车采取铝板作为底板材料，上面安装轴承座以支撑输入轴、驱动轴、吊挂重物立杆等，小车转向轮支撑架也固定在底板上。 
2..经过计算并确定两齿轮传动比i，并实现小车驱动轮每行走i个周长长度，转向机构运动实现一个周期，小车也行走一个完整S路线。
3.使用滑轮组将重物重力势能经过细绳以转矩形式传输到输入轴；输入轴经过一级齿轮传动将能量传到驱动轴，带动驱动轮并驱使小车向前运动；小车经过输入轴带动圆盘并经过空间四杆机构实现小车转向。具体调试过程中，经过调整杆长以满足小车周期性转向；小车采取单向轴承，从而实现两后轮差速，便于转弯，并最大程度上实现了小车结构优化。
2、小车出发定位方案
无碳小车行走路线近似于余弦曲线，经过计算小车运动能够计算出该余弦曲线幅值，小车出发位置在偏离原点一个幅值长度地方。 经过对小车运动计算可得其运动方程，再经过计算可得出小车转向轮偏向角度，偏向角度可经过微调机构调整。经过小车出发时垂直摆桩方向距离和此时小车前轮偏向角度，从而确定小车理论出发位置。
3、总结和体会
在无碳小车设计、加工、装配、调试过程中，设计、论证、试验验证过程不停反复，我们在这个过程中，不仅增强了我们对专业知识了解，同时还锻炼了我们动手实践能力。在无碳小车不停完善过程中经过发觉问题、分析问题、处理问题，使我们学会了怎样从工程设计角度去看待问题，这是我们参与全国大学生工程训练综合能力竞赛最大收获！ 

产品名称
小车
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结构设计方案
Structure Design Scheme
参赛项目

4、结构设计创新特色说明
1. 小车重量较轻，因为部分强度和精度要求不高零件采取3D打印技术，大大降低了加工制造难度和加工时间及成本
2. 结构简单相对较简单，而且部分结构接触处经过安装轴承达成减小摩擦目标
3. 采取单向轴承来实现小车差速运动

产品名称
小车
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小车装配图
百分比
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小车装配爆炸图
比 例
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传动设计数据

各级传动比：

砝码下降长度（mm）/小车行走长度（mm）:

小车最大理论行走长度：

小车距出发线最大理论距离：

转矩设计数据

各级转矩及摩擦力矩分析：

传动机构展开图
比 例
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