无碳小车报告

无碳小车报告

一，无碳小车数据核算阶段

在小组分工中我主要负责soliworks设计，无碳小车主要要是计算取值。

首先第一天我们就确定了用曲柄摇杆机构。主要是因为我们采用了连接头这种有多个自由的的连接装置，才不会被卡死。接下来是计算正弦曲线的长度，苦学了近一天MATLAB才勉强算出来

最后我们综合考虑取了0.4-1-2.64这组数据，然后我们取得后轮半径是100cm最后算出传动比为4.2:1，所以我们决定选用4:1的比例（主要是因为市面的齿轮的齿数限制）

接下来是我们定的初始参数，轮子r=100mm d=4mm单向轴承csk8pp 车架150*200 齿轮齿数分别是40齿和10齿，前轮22*2 轴d=8 和立式轴承座！

对于转向差速问题，我们选用了单向轴承来实现差速，但是其实到后面好像没起什么作用，不知道是不是因为前轮的取材还是因为后轮本来就有问题，这都是后话了。

二，小车的加工阶段

当数据都出来的时候我们就开始加工了，本来我以为可以休息一下的，但是后来车架一直没有得到解决，主要是一开始我们就在纠结什么数控，其实想我们这种选用pc板的小车你用数控其实是很不方便的，就像我们把车轮平一样，没有想到我居然后面融了，就变形了，对此真的是一个败笔。希望后面的人可以注意一下这一点，有时候没有必要来时纠结一种方法，结果白白浪费了时间，到后面没办法就叫在塑料板上划线，然后手动加工了这是干的，接下来是负责数控编程，就洗轮子，小车的连杆摇杆和组装就是由我来了，我只能说小组的合作真的要相互配合，不然很容易出问题，在加工上才方向设计和加工时很有不同的，

比如这之前的车架布局

在后面的加工时发现组装时发生了干涉，我只能说是我们之前想的太美好。所以在设计的时候我们最好为自己后面组装留多点空间，不会到时会很尬尴，哎。不过后面还有问题就是因为重物

的重心问题了，主要是稳定性的问题！

三、设计构想及方案

此机械传动的无碳小车由重力势能作为动力，驱动小车以预定的轨迹运动，根据运动的轨迹不同可以设计不同的传动机构以实现不同的功能。现我们设计小车在势能的驱动下绕开前进道路上的障碍前进。在设计过程中主要针对上述难点进行相应的设计。

四，无碳小车原理

(一)驱动轴设计

驱动轴2在整个装置中起到了重力势能到动能转换的桥

接作用，驱动轴2的粗细将对小车的前进距离，运行速度产生

直接影响。将驱动轴2完全设计成网柱形，如果驱动轴2的

直径不够大，那么在重物下落时，将导致为小车提供的扭矩不足，起步jI：现困难。如果将驱动轴2的直径增大到能够顺利起步时，小车在后来的加速大将会过大，影响到前行的平稳

性，甚至出现小车侧翻，同时，驱动轴2变粗后使绕线的圈数

减少，也会缩短小车的前行距离。

经过上述思考，在进行反复的实验研究后，将驱动轴设计

成阶梯型，绕线方式也做了一定的修改，起步时将线绕在直径

大的一段，启动后绕在直径小一点的一段，在重物下落时，为

保证绕线从大圈到小圈的平稳过渡，避免出现绕线松弛导致重物然下落，在对驱动轴2进行加工时，在其表面加工出一定深度的螺纹状沟槽，保证绕线能均匀的缠绕，使其与小车速度保持一致，

从而充分利用小车前进时积累下来的惯性。设计过程中，驱动轴2的直径为d，后轮直径为D，提供重力势能的重物重量为M，地面对小车的阻力位f，重物提供能量

(二)转向机构设计

在无碳小车中转向时整个运动的和和心，我们采用的是要摇杆曲柄机构，这种机构，结构简单，质量小，并且价格比较低，这才是主要原因。按照要求，小车在前行过程中必须自动的周期性避开障碍物，在能量经驱动轴由重物的直线运动转化为小车车轮的转动中，小车车轮的周期性转动便成为了小车转向机构的动力来源。由于小车轨迹是正弦曲线，所以我们要求曲柄摇杆不能有急回，根据有图我们大致用平面替代空间来模拟运动，设连杆为80mm，则曲柄为26mm，摇杆为40mm（预设转角位40°）

三，车身设计

这个主要是车身的选材，我们主要是采用pc塑料，它有价格低，质量轻等优点，并且他有我们所需的硬度。但是它有比较快熔，已加工就软，并且变形。到了后面我们发现其实没有必要意一味的追求质量轻，其实必须要保证刚度，这样才可以保证你之前的计算用的上。

(四)确定重物的最优装夹位置和方式

相对小车的重量而言，重物摆放位置直接会对小车的整

个装置重心起着决定性的作用，载荷一方面增加了小车重量，另一方面其相对合理的摆放位置则能够减小撑杆上重物下落

时不稳定性带来的失稳因素，所以在经过计算分析后，应尽可能的将重物放在小车的中心位置。同时四周用数根细线将其围住，保证小车在转向时．重物不会晃动，避免小车出现侧翻

的危险。

小车组装当我们的零件都加工完成的时候，便开始了匆匆的装配，可是在那个时候我才发现，装配也是一门学问。不是简简单单的把零件装配到一块，而是要做出适当的调整。在比赛结束后的这两天里的思考中，我觉得我们没有进入决赛的一个重大原因就是缺乏装配知识。这使得我们的装配的精度根本无法保证。我想如果可以，我们学院可以开设一门有关装配方面的课程。

五，小车的调试

小车的去调试是个比较痛苦的过程，其实我们基本是刚刚做完去展示给你看，所以基本就是临时调的，在调试的过程中才发现这太痛苦了，理论是实践基本就是不在一个层次，一开始是翻车，后面杆是减低了，但是后面就转向油问题了，我一直觉得前轮就有问题，可能是应为材料的问题，之后调了尽两个小时才搞定了，不过也就是只能走两个杆。不过最后还是不行。

引用；王伟，浅析无碳小车设计的原理与方法文章编号：1006．0278(2012)08．095．02

（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）