无碳小车工程训练答辩论文
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合肥工业大学
大学生创新工程训练综合能力选拔赛
无
碳
小Байду номын сангаас
车
设
计
说
明
书
组员：周勇，刘建明，李国玮，黄晰昀，张斌，王传华。
指导老师：朴老师
目录
1.摘要
2.引言
3.目的
4.工作原理和设计理论推导
5.主要创新点
摘要：本作品是依据竞赛命题主题“无碳小车”，提出一种“无碳”方法，带动小车运行，即给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转化为机械能并用来驱动小车行走的装置。该小车能够自动避开赛道上设置的障碍物（每隔1米，放置一直径为20mm，高为200mm的弹性障碍圆棒）。此模型最大的特点是通过转盘的转动带动连杆驱动前轮，进行周期性摆动，从而实现近似正弦曲线轨迹，越过障碍物，完成任务。本文将对无碳小车的设计过程，功能结构特点等进行详细介绍。并介绍创新点。
Y=0.35sin x；
求导得在每个位置上的转角的正切大小：
Y’=0.35 ；
我们可以的前轮的最大转角为为36 。
四、主要创新点
（1）采用了动滑轮的设计，使得增加行驶的路程。
（2）转向系统采用转盘与连杆的组合，并且在转盘上加工了一条沟糟，这样可以对连杆末端的位置进行微调，从而对幅角进行调控。
图五：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图
由于小车的行驶轨迹越接近直线越过的障碍物就越多，但又考虑到小车不能碰到障碍物，综合实际情况，我们组将小车的宽度定为15cm，长度为25cm.后轮直径15cm。前轮直径5cm。B轮与装盘的直径比为1:5.5，
转向系统：
根据小车的行走路线近似的模拟为正弦曲线，由于实际的尺寸可算得振幅为0.35m，波长为2m，所以可以近似的求出轨迹方程为：
一、引言
1.1随着社会科技的发展，人们的生活水平的提高，无碳对于人们来说，显得越来越重要，建设无碳社会，使得生活更加的环保，没有任何的污染。
1.2．节能、环保、方便、经济，是现代社会所提倡的。现在许多发达国家都把无碳技术运用到各个领域，像交通，家具等，这也是我国当今所要求以及努力的方向。针对目前这一现状，我们设计了无碳小车模型，用重力势能转化为机械能提供了一种全新的思路，以便更好的解决以上问题。
2. 2.1小车的运动原理：
如上图所示，重物下降时带动后轮轴的转动，后轮轴的转动带动B轮的转动，通过线传动驱动转盘的转动，再通过连杆将转盘周期性的转动转化为前轮的摆动。由后轮的直线运动与前轮的摆动运动结合一起，从而实现了近似正弦曲线的运动轨迹，完成任务。
2.2.2小车各个尺寸的推导：
根据题目中赛道的宽度为2m，以及每隔1m，放置一个直径20mm的弹性障碍圆棒，以及赛道的大致行走路线如下图
二、目的
本作品设计的目的是围绕命题主题“无碳小车”，即不利用有碳资源，根据能量转化原理，利用重力势能驱动带动具有方向控制功能的小车模型。这种模型比较轻巧，结构相对的简单，能够成功的将重力势能转化为小车的动能，从而完成小车前行过程中的所有动作。
三、工作原理和设计理论推导
（1）总体结构
无碳小车模型主要由一个转动系统和驱动系统组成。主要部件如后轮驱动轴、转盘、连杆等的实照如下：
图一：无碳小车实际图
（2）设计理论指导及说明
2.1无碳小车模块结构介绍：
驱动系统：主要由滑轮组和后轮轴组成。通过线的传动进行运动的组合。
图二：后轮轴——驱动核心
图三：滑轮组——运动的转换
转向系统：主要由转盘和连杆组成。转盘的圆周运动通过连杆转化为前轮的摆动。
图四：转盘及连杆
2.2无碳小车设计的理论指导：
大学生创新工程训练综合能力选拔赛
无
碳
小Байду номын сангаас
车
设
计
说
明
书
组员：周勇，刘建明，李国玮，黄晰昀，张斌，王传华。
指导老师：朴老师
目录
1.摘要
2.引言
3.目的
4.工作原理和设计理论推导
5.主要创新点
摘要：本作品是依据竞赛命题主题“无碳小车”，提出一种“无碳”方法，带动小车运行，即给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转化为机械能并用来驱动小车行走的装置。该小车能够自动避开赛道上设置的障碍物（每隔1米，放置一直径为20mm，高为200mm的弹性障碍圆棒）。此模型最大的特点是通过转盘的转动带动连杆驱动前轮，进行周期性摆动，从而实现近似正弦曲线轨迹，越过障碍物，完成任务。本文将对无碳小车的设计过程，功能结构特点等进行详细介绍。并介绍创新点。
Y=0.35sin x；
求导得在每个位置上的转角的正切大小：
Y’=0.35 ；
我们可以的前轮的最大转角为为36 。
四、主要创新点
（1）采用了动滑轮的设计，使得增加行驶的路程。
（2）转向系统采用转盘与连杆的组合，并且在转盘上加工了一条沟糟，这样可以对连杆末端的位置进行微调，从而对幅角进行调控。
图五：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图
由于小车的行驶轨迹越接近直线越过的障碍物就越多，但又考虑到小车不能碰到障碍物，综合实际情况，我们组将小车的宽度定为15cm，长度为25cm.后轮直径15cm。前轮直径5cm。B轮与装盘的直径比为1:5.5，
转向系统：
根据小车的行走路线近似的模拟为正弦曲线，由于实际的尺寸可算得振幅为0.35m，波长为2m，所以可以近似的求出轨迹方程为：
一、引言
1.1随着社会科技的发展，人们的生活水平的提高，无碳对于人们来说，显得越来越重要，建设无碳社会，使得生活更加的环保，没有任何的污染。
1.2．节能、环保、方便、经济，是现代社会所提倡的。现在许多发达国家都把无碳技术运用到各个领域，像交通，家具等，这也是我国当今所要求以及努力的方向。针对目前这一现状，我们设计了无碳小车模型，用重力势能转化为机械能提供了一种全新的思路，以便更好的解决以上问题。
2. 2.1小车的运动原理：
如上图所示，重物下降时带动后轮轴的转动，后轮轴的转动带动B轮的转动，通过线传动驱动转盘的转动，再通过连杆将转盘周期性的转动转化为前轮的摆动。由后轮的直线运动与前轮的摆动运动结合一起，从而实现了近似正弦曲线的运动轨迹，完成任务。
2.2.2小车各个尺寸的推导：
根据题目中赛道的宽度为2m，以及每隔1m，放置一个直径20mm的弹性障碍圆棒，以及赛道的大致行走路线如下图
二、目的
本作品设计的目的是围绕命题主题“无碳小车”，即不利用有碳资源，根据能量转化原理，利用重力势能驱动带动具有方向控制功能的小车模型。这种模型比较轻巧，结构相对的简单，能够成功的将重力势能转化为小车的动能，从而完成小车前行过程中的所有动作。
三、工作原理和设计理论推导
（1）总体结构
无碳小车模型主要由一个转动系统和驱动系统组成。主要部件如后轮驱动轴、转盘、连杆等的实照如下：
图一：无碳小车实际图
（2）设计理论指导及说明
2.1无碳小车模块结构介绍：
驱动系统：主要由滑轮组和后轮轴组成。通过线的传动进行运动的组合。
图二：后轮轴——驱动核心
图三：滑轮组——运动的转换
转向系统：主要由转盘和连杆组成。转盘的圆周运动通过连杆转化为前轮的摆动。
图四：转盘及连杆
2.2无碳小车设计的理论指导：