“8”字形无碳小车设计

8字形无碳小车设计

项目介绍

本项目是基于机械设计的课程要求而进行的设计，需要设计出一款8字形无碳

小车。该小车不仅要满足在直线上的移动，还需要具备在转弯时具备稳定性和灵活性的特性，以便在不同场合下进行应用。

设计思路

总体设计

在进行设计之前，我们首先确定了该小车需要满足的基本要求：8字形的结构

和无碳的材质。在此基础上，我们确定了该小车采用两个轮子，每个轮子由两个电机驱动，采用倒立式机械结构。

图1：8字形无碳小车示意图

电机选型

在选择电机时，我们考虑到需要一定的扭矩和转速。我们最终选择了两款表现

比较出色的电机，分别为Mabuchi RS-775WC-9517直流电机和小日本FC-280SC-20150直流电机。这两种电机在理论测试过程中都表现出了良好的性能。

机械结构

在进行机械结构方面的设计时，我们首先采用了3D建模软件绘制出了图纸。

为了增加小车的稳定性，轮子的轴距被加长，同时在两个轮子之间加了一根横杆和一个弯曲部件，以便于小车在8字形轨迹的转换时更加平稳。

图2：机械设计图

控制系统

在控制系统方面，我们采用了基于Arduino的控制器，并通过PID控制算法实

现轮子转速的控制。由于该小车需要进行方向控制，所以我们还加入了一个陀螺仪模块，用于感知小车的方向。

实际制作

材料准备

在进行实际制作之前，我们需要准备一些材料。主要包括：电机、电池、轮胎、木板、3D打印件等。

制作过程

制作过程分为三个步骤：机械部件制作、电路制作、程序编写。

1.机械部件制作

我们首先按照之前的机械设计图进行部件制作，包括：底盘、支架、轮子等。

2.电路制作

电路制作主要包括将电池、控制器、电机、陀螺仪等部件进行连接。连接的过

程需要注意电路接线的正确性。

3.程序编写

我们编写的程序需要完成小车的运行控制、方向控制、转速控制等功能。在编

写的过程中，我们采用了PID控制算法和蓝牙控制模块，以方便我们在实验过程

中及时进行数据的传输和控制。

实验结果

我们通过在8字形轨迹上进行测试，将小车的运行时间、速度、稳定性等各项

指标进行了测量。在测试的过程中，小车能够良好地完成8字形轨迹的运动，并

且具备较高的稳定性和转速控制性能。

项目总结

通过本次机械设计项目的实施，我们不仅仅锻炼了自己在设计方面的能力，还

学会了如何将自己的设计落地实施。在这个过程中，我们发现设计思路的合理性会影响最终实现的效果。这也是未来进行机械设计、电路设计等方面工作的重要经验。