S型无碳小车结构设计方案.docx
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S型无碳小车结构设计方案.docx
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S型无碳小车结构设计方案
S型无碳小车结构设计方案
第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛(广西赛区)
The5thNationalUndergraduateEngineeringTrainingIntegrationAbilityCompetition(GuangxiDivision)
结构设计方案
StructureDesignScheme
编号
(此栏由赛务工作人员填写)
第一幅照片(小车正面)
(注意照片的放置方向与页面方向一致,
照片上不允许出现参赛学校信息,阅后删除。
)
第二幅照片(小车侧面)
(注意照片的放置方向与页面方向一致,
照片上不允许出现参赛学校信息,阅后删除。
)
第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛(广西赛区)
The5thNationalUndergraduateEngineeringTrainingIntegrationAbilityCompetition(GuangxiDivision)
结构设计方案
StructureDesignScheme
参赛项目
S
1、设计思路
1.根据比赛要求,为使无碳小车达到绕桩前进的目的,无碳小车应实现两个功能:
重力势能转换为小车的动能和转向轮周期性的转向。
小车结构有原动机构、传动机构、转向机构、微调机构与车身及其它辅助零件。
原动机构的作用是将重锤的重力势能转化为小车前行的驱动力,能实现这一功能的方案有多种,但就效率和简洁性来看绳轮最优。
传动机构要求能量损耗少、传动比精确,故优先选用齿轮机构。
转向机构要求控制精度高、摩擦损失小,选用空间曲柄摇杆机构。
微调机构是小车柔性的体现,调整它能使小车能够适应不同的障碍物间距,无碳小车的微调主要体现在对曲柄长度和连杆长度的微调。
为减轻车身质量同时保证小车刚度要求,小车采用铝板作为底板材料,上面安装轴承座以支撑输入轴、驱动轴、吊挂重物的立杆等,小车转向轮的支撑架也固定在底板上。
2..经过计算并确定两齿轮的的传动比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的S路线。
3.使用滑轮组将重物的重力势能经过细绳以转矩的形式传递到输入轴;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的转向。
具体调试过程中,经过调节杆长以满足小车周期性转向;小车采用单向轴承,从而实现两后轮的差速,便于转弯,并最大程度上实现了小车结构的优化。
2、小车出发定位方案
无碳小车的行走路线近似于余弦曲线,经过计算小车的运动能够计算出该余弦曲线的幅值,小车出发位置在偏离原点一个幅值长度的地方。
经过对小车的运动计算可得其运动方程,再经过计算可得出小车转向轮的偏向角度,偏向角度可经过微调机构调节。
经过小车出发时垂直摆桩方向的距离以及此时小车前轮的偏向角度,从而确定小车的理论出发位置。
3、总结和体会
在无碳小车的设计、加工、装配、调试的过程中,设计、论证、实验验证的过程不断重复,我们在这个过程中,不但增强了我们对专业知识的理解,同时还锻炼了我们的动手实践能力。
在无碳小车不断完善的过程中经过发现问题、分析问题、解决问题,使我们学会了如何从工程设计的角度去看待问题,这是我们参加全国大学生工程训练综合能力竞赛最大的收获!
产品名称
小车
共5页
第1页
编号
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