无碳小车说明书 - 何云磊王清梅何凤伟 - 图文

摘要

发展低碳经济是应对全球气候变暖，担当世界公民责任的必然之举 ，党的十六大报告提出的重要思想理论，就是要走出一条低消耗、低排放、 高效益、高产出的新型工业化道路，而第三届全国大学生工程训练综合能力竞赛以“无碳小车”为主题，符合世界的发展需求。

本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。在上一届的基础上增加了小车跑“8”字形路线项目。“无碳小车”是根据能量转换原理，将给定的重力势能转换为机械能驱动小车行走并能够在前行时自动避开赛道上设置的障碍物的装置。该小车由能量转换机构、传动机构、转向机构和微调机构以及车身构成，通过能量转换机构获得动力来驱动后轮转动，再通过传动机构将运动传给转向机构使转向轮周期性转向从而自动避开障碍物。

在设计小车的整个过程中我们特别注重设计的思路，力求通过对命题的分析得到清晰开阔的设计思路；以创新和灵感为主线，使小车的设计做到规范性和创新性；我们还综合考虑了材料 、加工 、制造成本等几方面因素，借鉴了参数化设计 、优化设计 、系统设计等现代设计发发明理论方法；采用了PROE软件辅助设计。

小车的设计主要分为三个阶段：方案设计、技术设计和优化设计。方案设计阶段根据小车功能要求我们根据机器的构成（原动机构、传动机构、执行机构、控制部分、辅助部分）把小车分为车架 、原动机构 、传动机构 、转向机构 、行走机构 、微调机构六个模块，进行分模块化设计。

技术设计在方案设计的基础上对方案进行理论分析，运用数学计算和数学建模，得到了小车运动轨迹与其尺寸的数学关系，然后运用Matlab进行数据分析，进而得出了小车的具体参数和运动规律。接着应用PROE软件进行了小车的实体建模和部分运动仿真。最后综合考虑零件材料性能、加工工艺、成本等实现优化设计。

目 录

第1篇绕“S”型曲线

摘要........................................................................................................................ 1 一 绪论.................................................................................................................. 5

1.1本届竞赛主题.......................................................................................... 5 1.2 比赛要求................................................................................................. 5 1.3 竞赛命题：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车......... 5 1.4 竞赛项目I： .......................................................................................... 6 二 方案设计.......................................................................................................... 7

2.1小车的设计方法...................................................................................... 7 2.2方案说明.................................................................................................. 8 2.3 方案分析................................................................................................. 9 2.4设计思路.................................................................................................. 9 三 具体设计步骤................................................................................................ 10

3.1耗能分析................................................................................................ 10 3.2具体设计方法........................................................................................ 11

3.2.1原动机构（驱动装置）............................................................. 11 3.2.2传动机构（传动装置）............................................................. 12 3.2.3转向机构..................................................................................... 13 3.2.4 细节设计.................................................................................... 19

3.2.5 行走机构.................................................................................... 19 3.2.6 调节机构.................................................................................... 20 3.2.7 绕线轮设计.............................................................................. 20

四 数据分析........................................................................................................ 21

4.1 运动学分析模型................................................................................... 21 4.2小车运动仿真分析................................................................................ 26 五 零部件设计.................................................................................................... 26

5.1参数确定................................................................................................ 26 5.2需加工的零件........................................................................................ 26 5.3可购买的标准件.................................................................................... 27 六 徽标设计........................................................................................................ 29 七 评价分析........................................................................................................ 30

7.1小车优缺点............................................................................................ 30 7.2改进方案................................................................................................ 30 八 设计总结........................................................................................................ 30 九 参考文献........................................................................................................ 35

第2篇绕“8”字型曲线