无动力小车设计方案

方案目录 一：任务和要求 1.1 命题要求部分 1.2 设计部分 二：方案设计及论证 2.1 车架 2.2 原动机构 2.3 传动机构 2.4 转向机构 2.4.1 凸轮 2.4.2 曲柄摇杆 2.4.3 差速转弯 2.4.4 正弦机构 2.5 行走机构 三、评价分析 3.1 小车优缺点 3.2 自动行走比赛时的前行距离估计 3.3 改进方向 “无动力小车”方案书 1 2012/06/01 一：任务和要求 1.1 命题要求部分 命题主题：“无动力小车” 命题要求： ①小车要求采用三轮结构（1 个转向轮，2 个驱动轮），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为￠60×20 mm 的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于750 克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。②转向轮最大外径应不小于￠30mm。 ②给定重力势能为10 焦耳（取g=10m/s2），统一用质量为1Kg 的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差500±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此 能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。 ③障碍物放置要求：每间隔 0.2 米，放置一个直径20mm、高 200mm 的弹性障碍圆棒。 小车结构示意图： 小车运动轨迹： 2 1.2 设计部分 1）小车的前轮（即转向轮）设计。单向偏转或实现双向偏转及其转向角度的确定。 2）小车的运行轨道的设计。根据转向方案，设计出小车路程最少且位移量最大、符合命题要求的预算轨道。并确定小车的初始释放位置。 3）小车的能量转换方式。综合考虑到转换与行驶的相对关系，并尽可能的加大能量的利用率。 4）小车的前后轮设计。前轮尽量简洁，且确保自己能够用三维软件自行作出，后轮设计尽量减少与地面的摩擦。 5）小车的外观设计。在不影响小车的正常运行下，尽量减少小车自身的重量，并且要考虑到小车的整体外观。 6）成本分析。 在实现小车能够实现基本运行的情况下，充分考虑选材成本和装饰材料的取舍。 二：方案设计及论证 2 .1 车架 车架不用承受很大的力，精度要求低。考虑到重量加工成本等，车架采用木材加工制作成三角底板式。可以通过回收废木材获得，已加工。 2 .2 原动机构 原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。能实现这一 功 能的方案有多 种 ，就 效 率和简洁性 来 看 绳 轮最优 。小车对原动机构还 有 其它 的具 体要求。1...