无碳小车之运动分析剖析讲解

无碳小车的机构与运动分析

1 无碳小车的设计要求设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换来的。

竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许从小车上掉落。

要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均来自重物重力势能转换，不可使用任何其他的能量来源。

要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。

要求小车为三轮结构。

2 无碳小车机构运动设计和性能分析图1 无碳小车机构简图小车由重物下降通过尼龙线带动绕线轮为小车提供动力，由零件1，2,3,4,5无碳小车的机构与运动分析吴朝春西南交通大学机械工程学院四川成都 611756组成的曲柄连杆机构控制前轮的摆动实现小车的导向，利用齿轮传动将动力传递到后轮轴实现小车的驱动。

同时为了更好的实现小车的性能要求：位移路程比V、位移S、、跑偏量L、绕桩数N，对小车五大机构进行最大程度优化。

3 无碳小车机构分析3.1 无碳小车的结构组成无碳小车主要有五大机构构成： 1）支撑机构：小车的骨架，是各机构布置的基础；2）原动机构：提供小车运动的装置，实现重物块重力势能转变为小车的动能； 3）传动机构：将原动机构一部分能量传递到转向机构；4）转向机构：完成小车的导向，保证小车实现预定轨迹运行； 5）驱动机构：实现小车的前进。

3.2 支撑机构的设计车辆底板承受较大的载荷，而且要求在强度足够的情况下，重量尽可能地小。

考虑到重量、加工成本等，底板采用3mm 厚的铝合金加工压制制作，底板前端叠加一块加固板增加转向部分的强度；后轮主轴支架，大齿轮轴支架采用5mm 厚铝合金板制作，而且采用一体成型的方法，减小零件数量。

铝的材料密度小，强度较大，而铝合金的性能更优于普通铝制材料，适合用来制作支架。

其次，为了制作和携带方便，将重物支撑架单独制作，将每一根支架杆两端攻螺纹，最后用螺栓固定到底板上。

无碳小车设计方案

转向系统
方案：
分析运动轨迹：S型转向。

A杆连接飞轮，在zoy平面随着飞轮运动而前后运动。

件D与B通过螺钉C连接，B右端
连接转向轮。

当A杆向前运动时，顶住D杆使杆B杆和转向轮逆时针转动。

当A杆随飞轮向后运动时，拉住D杆使B杆和转向轮顺时针转动。

由于BD杆长度限定，在转向过程中会出现两个偏角，分别是A杆顶端沿X轴方向的偏转，这个问题通过在B杆到连接D杆的位置预留一段长度。

第二个偏角是BD杆顺时针逆时针转动时，BD杆与A杆不再是垂直关系，这个问题通过A顶端空内径比D杆外径稍大来解决。

（注：文件素材和资料部分来自网络，供参考。

请预览后才下载，期待你的好评与关注。

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S形转向运动无碳小车改进研究

S形转向运动无碳小车改进研究随着环境保护意识的日益增强，无碳交通工具的需求也越来越大。

在这一背景下，S形转向运动无碳小车成为了人们关注的焦点。

它不仅可以满足人们对环保交通工具的需求，还具有稳定性和高效性的优势。

目前S形转向运动无碳小车仍然存在着一些问题和不足之处，需要进行改进研究。

本文将围绕S形转向运动无碳小车进行改进研究，探讨其技术原理、存在的问题以及改进方向。

一、S形转向运动无碳小车的技术原理S形转向运动无碳小车是一种新型的环保交通工具，其技术原理主要包括车身结构设计、动力系统和转向系统。

车身结构设计是S形转向运动无碳小车的基础，它需要具备轻量、坚固、稳定的特点。

动力系统则是小车的动力来源，可以采用电力或其他清洁能源。

转向系统是小车行驶过程中至关重要的部分，它需要具备灵活、稳定的特点，以确保小车行驶的顺利和安全。

尽管S形转向运动无碳小车具有诸多优势，但在实际运行中仍然存在一些问题。

现有的S形转向运动无碳小车在转向灵活性和稳定性方面还有待提高。

小车的动力系统需要进一步优化，以提高能源利用率和行驶里程。

小车的安全性也需要加强，特别是在复杂道路和恶劣天气条件下，小车需要具备更强的适应能力。

针对上述问题，我们可以从以下几个方面进行改进研究：1. 转向系统的优化。

可以采用新型的电子控制系统，提高小车的转向灵活性和稳定性，增强小车在复杂道路条件下的控制能力。

2. 动力系统的优化。

可以研发新型的高效电池或者利用太阳能等清洁能源作为动力来源，以提高小车的能源利用率和行驶里程。

3. 安全性的提升。

可以引入先进的智能驾驶辅助系统，提高小车在恶劣天气和复杂道路条件下的安全性和稳定性。

4. 车身结构的优化。

可以采用新型的轻量材料和结构设计，提高小车的稳定性和安全性。

S形转向运动无碳小车的改进研究是一项具有重要意义的工作。

通过不断地改进和优化，我们可以进一步提高小车的性能和安全性，满足人们对环保交通工具的需求，推动无碳交通工具的发展。

无碳小车动力学分析

无碳小车动力学分析第一篇：无碳小车动力学分析2、相关计算：原动机构的作用是将重物下降的重力势能转化为小车的动能。

在重物下降过程中，驱动轴转动，为小车提供动力，设重物质量为M,下降高度为h，则其重力势能为Mgh,转化为自身的动能EK1、小车的动能EK2、小车行走过程中的摩擦及损耗W损，Mgh=12Mv12，E1k1+EK2+W损其中，EK1=12Mv12，EK1=v为重物下降的速度，也是驱动轴的线速度；n周，v2为同一时刻小车的行进速度，也是后轮的线速度；设驱动轴转动一周，后轮转动所以，vv12=d驱动轴nd后轮设重物下降过程中加速度为a, 绳子的拉力为T, 有：T=M(g-a)由此产生的力矩为：M1=T⋅R驱动轴⋅λ（其中λ为考虑摩擦影响而设置的系数）分析可得：1.当拉力一定时，驱动轴半径越大，产生的力矩越大，驱动轴半径越小，产生的力矩越小；2.当力矩M达到一定的大小保持不变，驱动轴半径越小，拉力T越大，从而使物块减速。

3、机构设计根据前面的分析与计算，将驱动轴设计为阶梯轴：3.1.3动力学分析模型 a、驱动如图：重物以加速度向下加速运动，绳子拉力为T，有T=m(g-a) 产生的扭矩M2=T⋅r2⋅λ1，（其中λ1是考虑到摩擦产生的影响而设置的系数。

）驱动轮受到的力矩MA，曲柄轮受到的扭矩M1，NA为驱动轮A 受到的压力，FA为驱动轮A提供的动力，有MA+M1=M2⋅λ2i（其中λ2是考虑到摩擦产生的影响而设置的系数）MA=NA⋅δ+FA⋅Rb、转向假设小车在转向过程中转向轮受到的阻力矩恒为MC，其大小可Nc1⋅BRc1-μ11-μ2π(+)E1E222σc=由赫兹公式求得，Nc=σc⋅B⋅2b 由于b比较小，故 Mc=μσcbB142对于连杆的拉力Fc，有sinθc2=θc=1r1⋅sinθ1 lπ2-α-arcsinc⋅(1-cosα)l⋅cosθc2Mc=Fc⋅cosθc2⋅c⋅sinθc1M1=Fc⋅c⋅sin(θ+θc2)c、小车行走受力分析设小车惯量为I，质心在则此时对于旋转中心O'的惯量为I'22'I=I+m[(ρA-a1)+a3]（平行轴定理）Nc⋅δNB⋅δ22I'⋅α=FA⋅ρA-⋅(ρA-a1)+d-(ρA-a1-a2)rcR小车的加速度为：aA=δ⋅ρAaAa=Rr2整理上述表达式得：第二篇：无碳小车第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题说明及赛项安排（讨论稿）1.竞赛主题本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。

S形转向运动无碳小车改进研究

S形转向运动无碳小车改进研究随着环保意识的增强，无碳交通工具逐渐成为人们日常生活中的一种选择。

无碳小车就是其中的一个典型代表，它具有零排放、低能耗、环保等优势，成为了人们出行的新宠。

在小车的使用过程中，人们发现了一个共性问题，那就是小车的转向机制和稳定性。

为了提升小车的驾驶体验和安全性，我们进行了S形转向运动无碳小车的改进研究。

1.问题分析S形转向运动无碳小车在行驶过程中，经常面临转向不灵活、稳定性差的问题。

尤其是在行驶过程中需要频繁变换方向或是在弯道转向时，这些问题尤为显著，给驾驶员带来了较大的困扰。

这也会影响小车的安全性能，增加了驾驶过程中的不确定性和风险。

对S形转向运动无碳小车进行改进是十分必要的。

2.改进方向针对S形转向运动无碳小车存在的转向不灵活、稳定性差等问题，我们设计了以下三个改进方向：（1）优化转向系统：通过对转向系统的结构和工艺进行优化，提升转向的灵活性和稳定性。

可以采用更加灵活的转向机构和更加稳定的转向控制系统，从而提升小车的转向性能。

（2）改进悬挂系统：悬挂系统的性能直接关系到小车的稳定性和舒适性。

我们可以对悬挂系统进行改进，通过使用更加先进的悬挂结构和材料，提升小车在行驶过程中的稳定性和舒适性。

（3）提升动力系统：动力系统的性能也是影响小车转向和稳定性的重要因素。

我们可以对动力系统进行改进，提升小车的动力输出和响应速度，从而提升小车的转向灵活性和稳定性。

3.实施方案4.实验验证为了验证我们的改进方案，我们进行了一系列的实验。

我们通过模拟仿真的方式对不同改进方案进行了比较分析，评估了它们在转向灵活性、稳定性、舒适性和能效性等方面的表现。

然后，我们进行了实际道路试验，对小车在各种路面条件下的转向性能、稳定性能、舒适性能和能效性能进行了测试和评估。

通过实验验证，我们确认了我们的改进方案可以有效提升S形转向运动无碳小车的转向性能和稳定性能。

5.结论和展望通过对S形转向运动无碳小车的改进研究，我们成功提出了优化转向系统、改进悬挂系统和提升动力系统的改进方案，并通过实验验证证实了它们的有效性。

无碳小车动力学分析

2、相关计算：原动机构的作用是将重物下降的重力势能转化为小车的动能。

在重物下降过程中，驱动轴转动，为小车提供动力，设重物质量为M ,下降高度为h ，则其重力势能为Mgh ,转化为自身的动能E K 1、小车的动能E K 2、小车行走过程中的摩擦及损耗W损，W E EK k Mgh 损++=21其中，v E M K 21121=,v E M K 21121=,v 1为重物下降的速度，也是驱动轴的线速度；v2为同一时刻小车的行进速度，也是后轮的线速度；设驱动轴转动一周，后轮转动n 周，所以，d d vvn 21后轮驱动轴=设重物下降过程中加速度为a , 绳子的拉力为T , 有：)(a g M T -=由此产生的力矩为：λ⋅⋅=R MT 驱动轴1（其中λ为考虑摩擦影响而设置的系数）分析可得：1.当拉力一定时，驱动轴半径越大，产生的力矩越大，驱动轴半径越小，产生的力矩越小；2.当力矩M 达到一定的大小保持不变，驱动轴半径越小，拉力T 越大，从而使物块减速。

3、机构设计根据前面的分析与计算，将驱动轴设计为阶梯轴：3.1.3动力学分析模型 a 、驱动如图：重物以加速度向下加速运动，绳子拉力为T ，有)(a g m T -=产生的扭矩122λ⋅⋅=r T M ，（其中1λ是考虑到摩擦产生的影响而设置的系数。

）驱动轮受到的力矩A M ，曲柄轮受到的扭矩1M ，A N 为驱动轮A 受到的压力，A F 为驱动轮A 提供的动力，有221λ⋅=+M i M M A （其中2λ是考虑到摩擦产生的影响而设置的系数）R F N M A A A ⋅+⋅=δb 、转向假设小车在转向过程中转向轮受到的阻力矩恒为C M ，其大小可由赫兹公式求得，)11(1222121E E R B N cc c μμπσ-+-⋅=b B Nc c 2⋅⋅=σ由于b 比较小，故241bBM c c μσ=对于连杆的拉力c F ，有lr c 11sin 2sin θθ⋅=21cos )cos 1(arcsin2c c l c θααπθ⋅-⋅--=12sin cos c c c c c F M θθ⋅⋅⋅=)sin(21c c c F M θθ+⋅⋅=c 、小车行走受力分析设小车惯量为I ，质心在则此时对于旋转中心O '的惯量为I '])[(2321a a m I I A +-+='ρ（平行轴定理）)()(21221a a R N d a r N F I A B A c c A A --⋅-+-⋅⋅-⋅=⋅'ρδρδρα小车的加速度为：A A a ρδ⋅=2r aR a A =整理上述表达式得：。

无碳小车

表4.2 各种传动方式的优缺点
传动方式
优点
缺点
齿轮传动
齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。
要求较高的制造和安装精度，成本较高；不适宜远距离两轴之间传动
链传动
和齿轮传动比较,它可以在两轴中心相距较远的情况下传递运动和动力;能在低速、重载和高温条件下及灰土飞扬的不良环境中工作;和带传动比较,它能保证准确的平均传动比,传递功率较大,且作用在轴和轴承上的力较小;传递效率较高,一般可达0.95～0.97
我们最初选用的是双凸轮机构，凸轮机构的从动件分别连接在前轮轴上的左右侧，两个凸轮安装在后轮轴上，起始角度相差180°，以此达到前轮转向的目的。但是凸轮形状不易确定，需在实际运动中进行校正，工作量太大；高副接触，摩擦力大，使小车转向不稳定，不容易控制；同时高副接触也使凸轮容易磨损，稳定性不高。另外还考虑了使用圆柱凸轮的方案，但因其车身宽度、传动比的限制，使其转向摆角不大，且成型后不易再改进等原因未被采纳。最终，我们选择了曲柄连杆摇杆机构，摇杆以前叉中心为摆动中心，连杆一端与曲柄连接，另一端在固定于车架上的关节球轴承，并推动摇杆摆动，带动前轮转向。
3.3重物支撑架的设计
重物支撑架的作用是固定滑轮，悬挂重物的支架。重物支撑架的设计包括两个部分：重物支撑杆和重物支撑架。
重物支撑杆支架采用2根M5的碳钢丝杆成对称分布，可以防止重物在下降的过程中晃动。支撑杆的长度为450mm。
重物支撑架采用硬铝制成，要求三个孔的相对位置要完全和地板上的三个孔的位置匹配，不然重物支撑杆就会倾斜，影响小车的正常运行。重物支撑板的三个空的直径为6mm，通过螺母在重物支撑杆上固定。支撑架上有两个5mm的孔，用于滑轮的轴的径象定位。重物支撑板的结构如图2.4。

工程训练大赛无碳小车说明及其计算

谢谢大家！
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安全在于心细，事故出在麻痹。20.10. 2420.1 0.2419:04:1519 :04:15 October 24, 2020
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凸轮机构、连杆机构、气动装置、液动装置、电动装置
等等
但是注意：为减少效率损失，传动步骤越少越好
六、结构分析
主要考虑：能量转化机构、传动机构、转向机构、车体结构；
非常多，而且繁杂。注意：命题中是单轮导向，不要拘泥于资料文献的各种框框，要讲究突破思维定势、小巧灵活。能够完成单轴摆动即可。
六、结构分析
主要考虑：能量转化机构、传动机构、转向机构、车体结构；
八仙过海各显神通注意： 1.体积不要过大，.重量要轻； 2.重心要低； 3.轮距适中，注意保持稳定性； 4.根据“神牛”结构，可不必使用差速器；
ω P
r v1 v1
vv33
2L
5
4
2
1
3
H2 差速器
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树立质量法制观念、提高全员质量意识。20. 10.2420 .10.24Saturday , October 24, 2020
Φ
G
G=1kg
五、计算分析
力约束—— （克服运行阻力的最小值和不打滑的最大值）
克服运行阻力：车体运行阻力包括惯性阻力和静阻力惯性阻力（N）=P0 ×a (小车启动加速度) 静阻力一般包括基本阻力、弯道阻力、坡道阻力、气流阻力等

无碳小车的原理与计算

无碳小车的原理与计算原理介绍一．连动原理：我们使用了凸轮转向机构来实现转向轮的转向功能。

具体方法如下：在齿轮的外侧表面上制作凸圆形的内槽道，滚子置于槽道内。

滚子与连杆以转动副相连，连杆与转向把以转动副连接，这样，当齿轮转动时，凸圆槽道在转动过程中就会推动连杆做进给运动，实现转向把转动可控制转向轮的方向。

我们将凸轮设计成内凹槽轨道凸轮机构，而外形设计成齿轮，这样的设计有以下优点：1.凸轮起到了齿轮和凸轮的双重作用，一轮两用有利于我们的加工，节约成本和加工时间减少重量。

2.使用内凹槽轨道与滚子连接可以使装置的稳定性增强，不会产生脱扣滑扣得困扰。

二．驱动原理：绳拉力为动力。

将物块下落的势能尽可能多的转换为小车的动能，进而克服阻力做功。

物块在下落的过程中不可避免的要与小车发生碰撞，碰撞过程必然要有能量损失。

要解决的问题：1下降过程中，尽可能的降低下落的速度；2在小车运动中，会受到转弯时的向心力做离心运动，从而不稳定，会导致轨道变形。

解决方案：1.把绕线轮设计成锥形，在开始运动时绕线轮的半径较大，使得开始有足够的驱动力使小车驱动。

在驱动之后，绕线轮的半径较小，使小车能在运动中持续稳定。

2.在重物周围加三根垂直细杆，固定重物的下落轨迹，保持小车的稳定。

无碳小车计算一．受力计算：小车质量P0，小车驱动力矩M，物块质量m, D轮子直径，Φ拉力轴直径M=F0×D/ 2M由G获取M= G×Φ/ 2= F0×D/ 2此时F0= G×Φ/D二．摩擦计算：S为小车行走距离，mm，η为小车总效率，F0为小车牵引力，F0×S =G×400mm×ηS =G×400mm×η/ F0前面防滑计算得出：F0＜F = M（小车）g×f为了增大小车行走距离，为了避免能量损失不打滑，在保证能够驱动小车行走的前提下，F0 越小越好。

具体数据的计算：在确定驱动轮半径长度时，通过8字曲线的长度来确定，在定量凸轮制成后由实验准确数据测得8字曲线长度，换算得来。

无碳驱动小车关键参数分析

无碳驱动小车关键参数分析从力求结构简单的角度出发，确定了小车结构方案，并在此基础上，对一些关键参数如驱动力矩、驱动轮直径、传动机构齿轮齿数比、凸轮推杆位移及调节参数等进行了分析。

该分析对小车的设计具有一定的参考价值。

标签：无碳小车；参数分析；驱动力矩；轨迹设计无碳小车是目前发展低碳经济大环境下，训练学生工程综合能力的一个创新实践项目。

该项目通过一定质量的重物下落一定高度将重力势能转换为动能，并让小车自动前行，前行过程中，小车要能自动避开预先在赛道上放置好的障碍物，障碍物之间间隔距离相等。

小车须采用三轮结构。

小车设计要解决的关键问题有以下几个：重力势能转化为动能、在动能驱动下小车自行行走、行走过程中能自动避开障碍物等。

按此功能要求，本着结构简单、性能优化、成本低廉的原则，基本确定小车结构方案如图1所示[1][2][3]。

以下就此方案对相关参数进行分析。

1 驱动力矩小車前行以及转向都需要有驱动力驱动。

该项目驱动力来源于重力势能转化成的动能。

图2为能量转化用滑轮或滑轮组，其中，G为重物的重量，重物系在线绳上，另有线绳绕在线轴（如图1）上，F为线绳的拉力，同时也是驱动线轴转动的驱动力，T=Fd/2为输入力矩，d为线轴直径。

对于小车来说，后轮为驱动轮，也是输入力矩的主要耗用者，因此，小车能不能行走以及能否稳定行走与驱动后轮的力矩TQ有关，在图1方案a中，TQ=T/u，（u=z2/z1为齿轮齿数比），图1方案b中，TQ=T。

可见，驱动力矩TQ与线绳拉力F、线轴直径d以及传动方案有关。

为实现小车行走的稳定性要求，驱动力矩TQ大小要适中，既不能因为过大导致小车倾翻，或重块晃动影响正常行走，也不能因为过小导致小车不能启动。

下面，针对影响驱动力矩的因素进行分析。

1.1 线绳拉力如图2所示，根据能量平衡，有G·H=F·L。

式中，H为重物下落高度，L为缠绕驱动轴的线绳移动的距离，L的大小与小车走过的轨迹长度成正比关系。

S型凸轮无碳小车方案

侧为负。当导向杆处于左、右极限位置时，前轮与水平位置有最大偏角，综合考虑后取h ＝6πmm，则
m=20mm。
由几何关系可得：
tan

s

h 2

150
sin
Hale Waihona Puke xm 1000 1000由上式推导得推杆位移方程式：
s 3 sin x 3
1000
设凸轮转过的角度为φ。因为动力的限制，后轮直径不宜过大，所以令凸轮每转1圈，从动轴转5圈。φ与 x近似呈线性关系，即凸轮转360° ，小车在 x方向上运行2m。
140mm， e ＝50mm,R=120mm，i ＝５，ω＝５rad/s，
转向轮在地面坐标系中的位置函数为： y 150cos x
（8）
1000
则转向轮的转角θ（t）满足以下关系：
tan (t) 150 sin x
1000 1000
（9）
根据上述分析，可得：
2x x t t
设小车前轮转弯半径为 R２，驱动后轮（主动轮）转弯半径为R１，根据图可得：
v Z v Bv A （1） R 1 R 2 R 1 e
vZ r
（2）
R
vA L e tan (t)
（3）
vB

L cos
R esin (t)
（4）
简化模型的轨迹方程
当A点和B点位于前轮转角为θ（t）时的速度瞬心，三轮结构小车模型可以简化为二轮车结构。设二轮小车某一时刻前轮转角为θ（t），A代表主动轮轴心，B代表转向轮轴心。在一个微小的时间段ｄt 内，小车由AB移动到 A'B'，如图所示。
2
方案设计

无碳小车仿真分析报告

无碳小车仿真分析报告
一、前言
本仿真基于SolidWorks motion 进行的小车运动轨迹仿真，通过仿真可验证设计是否有误同时可反馈到设计环节作出优化，以求更好的小车设计并且节省研发成本以及研发时间。

二、简化模型的建立
先在SolidWorks软件中建立小车的简化模型，包括去掉重锤、支撑棒、轴承等零部件，简化的目的是缩小软件计算的时间。

并且模型按实际尺寸及实际装配方式进行装配。

图1 简化模型图
三、运动副的添加
仿真小车自行运动必定需要添加其自身的运动副，如添加相当于绕线轴的动力来源的转动副、小车与地面的摩擦副、重力等。

图2 转动副的添加
图3 摩擦副的添加
图4 桌角边线为参考的重力添加
四、运动轨迹的生成
点击计算，即可生成小车的运动轨迹如下图所示。

图5 仿真结果五、仿真结果分析
仿真结果验证了设计正确。

S字形无碳小车的分析

S字形无碳小车的分析摘要2015年第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛主题为“无碳小车”，根据能量转换原理驱动其行走及转向的能量，是由给定的重力势能转换得到的。

通过对以往参赛作品的借鉴以及指导老师的指导，设计出本作品。

本作品的特点是：①小车的整体性能出色；②小车各个机构设计合理；③小车设计合理能量浪费少，可以走更远的距离。

为了使小车运行更加平稳，设计本作品的重心尽量靠近车身底部。

通过对小车行驶路线的模拟，得到小车行驶的大致路线，对后期小车行进路线的分析有了可以参考的数据。

关键字：S形差速原理单轮驱动转向机构1.整车预览通过对小车的整体数据和机构的计算设计出本作品，小车的整体图如图1所示。

图 12.运动轨迹分析通过查阅资料得知无碳小车越过不同间距的障碍物可以通过改变以下两种方式实现：①定传动比，转向和驱动的传动采用定的传动比，只通过改变转向的最大转向角从而实现越过不同间距的障碍物。

采用该方案不用变传动比机构，结构简单，效率高。

但是每个周期内绕桩相对所走的路程较采用变传动比的多很多且转向角度变化较大，故所能绕桩数较少。

②变传动比。

变传动比可以改变转向和驱动的传动比，即可以在不改变幅值的情况下改变转向周期，缩短完成一个周期内所走的路程，相应的转向角变化也较小，故所能绕桩数较多。

但是，变传动比结构较复杂，不容易实现。

可以采用无级变速和分档变速机构。

由于所学知识和时间有限，我们决定先采用定传动比方案，在以后制作过程中可以再加上变传动比结构，以显著提高绕桩数量。

如图2是对小车行走路线的模拟。

图23.方案设计本作品由三部分构成，包括驱动机构、传动机构、转向调节机构。

其中驱动机构靠重锤的下落带动，驱动轴带动后轮转动；传动机构采用单级齿轮传动，效率高；转向间歇机构由曲柄滑块机构构成；调节机构通过调节曲柄摇杆来实现。

3.1 驱动机构为了能使小车平稳运行，本作品的驱动轴采用锥形轴结构，锥形轴可以实现让小车启动时容易启动，在启动后的行驶过程中小车可以匀速行驶，在小车快运行结束的时候减速行驶。

S形转向运动无碳小车改进研究

S形转向运动无碳小车改进研究随着全球气候变化日益严重，减少碳排放已成为各国政府和企业的共同责任。

在这种背景下，无碳交通工具的研发和推广成为一个热门话题。

作为城市交通中不可或缺的一部分，小型电动车辆在城市中具有显著的潜力，但其转向运动的灵活性和稳定性一直是需要改进的地方。

本文将针对S形转向运动无碳小车进行改进研究，以期提高其性能和应用范围。

一、S形转向运动无碳小车的特点S形转向运动无碳小车是一种采用独特的S形转向方式的电动车辆，其独特之处在于其不需要车辆前轮的转向，通过后轮和中后轮的协同工作实现了车辆的S形行驶。

这种设计在一定程度上解决了传统电动车辆转向灵活性不足的问题，同时提高了车辆的稳定性和通过性。

在现有的设计下，S形转向运动无碳小车还存在一些问题，比如在紧急情况下的制动距离过长、坡道启动困难等。

二、改进方向与措施1. 提高制动系统性能S形转向运动无碳小车在紧急制动时，常常出现制动距离过长的情况，这对行车安全构成了威胁。

我们可以从以下几个方面对制动系统进行改进：- 采用先进的电子制动系统，通过传感器检测车辆速度和路面情况，精确控制每个车轮的制动力，从而缩短制动距离；- 引入能量回收系统，将制动时产生的能量存储起来，以便在加速或爬坡时使用，提高整车的能源利用率；- 对制动系统的材料、结构等方面进行优化，提高制动系统的耐磨性和稳定性。

2. 改进动力系统S形转向运动无碳小车在起步和爬坡时常常会出现困难，原因在于其动力系统的输出不足。

为了解决这一问题，我们可以通过以下途径来改进动力系统：- 采用更高功率的电机，提高车辆的动力输出；- 优化电池组的结构和性能，提高其容量和放电性能，延长车辆的续航里程；- 引入智能调控系统，根据车辆的实际行驶情况和驾驶习惯，及时调整动力输出，提高整车的动力利用率。

S形转向运动无碳小车在行驶过程中，对悬挂系统的性能要求较高，因为其特殊的转向方式会对悬挂系统带来额外的挑战。

为了提高小车的悬挂系统性能，我们可以采取以下措施：- 采用专门设计的悬挂系统，以适应小车特殊的转向方式，提高车辆的稳定性和舒适性；- 使用先进的材料和制造工艺，提高悬挂系统的耐久性和可靠性；- 引入智能监控和调节系统，可根据路况和行驶状态及时调整悬挂系统的工作参数，保证其始终处于最佳工作状态。

S形转向运动无碳小车改进研究

S形转向运动无碳小车改进研究一、S形转向运动无碳小车的基本结构S形转向运动无碳小车是一种采用电池或者太阳能作为能源的小型交通工具，其结构主要包括车身、电动机、转向系统等部件。

无碳小车通常采用轻质材料制作车身，以降低整车重量，提高能源利用率。

电动机是无碳小车的动力来源，通过控制电动机的转动实现前进、后退等动作。

转向系统是无碳小车的关键部件，决定了车辆的转向性能。

目前市面上的无碳小车转向系统一般采用传统的机械转向方式，转向灵活性和精准度有待提高。

目前市面上的无碳小车虽然已经可以实现直线行驶，但是在S形转向运动时存在一些问题和挑战。

传统的机械转向系统在转向时容易产生摩擦和阻力，影响转向的灵活性和精准度。

无碳小车的转向半径较大，无法在狭窄的道路上灵活转向，影响了其在城市道路上的适用性。

目前市面上的无碳小车对于复杂道路和坡道的适应能力较弱，容易出现转向失控、侧翻等安全问题。

如何改进S形转向运动无碳小车的转向性能成为了当前的研究热点和挑战。

针对S形转向运动无碳小车存在的问题和挑战，可以采取以下几种改进方向：1. 电动转向系统采用电动转向系统取代传统的机械转向系统，通过电子控制实现对车轮的转向，可以减小摩擦和阻力，提高转向的灵活性和精准度。

电动转向系统可以根据驾驶员的操作实现不同半径的转向，提高了无碳小车在狭窄道路上的适应性。

2. 变频转向系统引入变频技术，实现对电动机的转速和转向力的智能调节，可以根据道路条件和驾驶员的操作实现更加精准的转向控制。

这样无碳小车在复杂道路和坡道上的适应能力将得到进一步提升，大大减小了转向失控、侧翻等安全隐患。

3. 智能控制系统通过采用智能控制系统，可以实现对无碳小车的转向、速度、刹车等功能的自动控制，提高了无碳小车的驾驶安全性和舒适性。

这样的无碳小车不仅能够更好地适应城市道路，还可以在复杂环境下自动避让障碍物，具有更高的智能化水平。

四、研究方法与步骤基于以上改进方向，我们可以采取以下研究方法与步骤：1. 理论分析对现有的电动转向系统、变频转向系统、智能控制系统等技术进行深入理论分析，了解其原理和应用范围。

无碳小车介绍'8'字

无碳小车
以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。

该无碳小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物。

轨迹路线为（两轨迹中心间的距离可以在300mm~500mm之间发生变化）：
主要元件为：
重物、齿轮、摩擦轮、摩擦盘、棘形轮、摇杆。

几大问题：
1、如何实现小车的转向，并完成“8”字？
通过棘形轮的间歇性运动，使得小车在描红部分时，棘轮的带齿部分未与齿轮啮合，前轮的转动角度不变，当小车到达黑线轨迹部分时，棘轮的带齿部分与齿轮啮合，小车前轮转向发生变化，进入下一个圆中运动，一次类推，小车不断地重复“8”字，进行运动。

2、如何两轨迹中心间的距离可以在300mm~500mm 之间发生变化？
要想达到这一目的，需要同时调节两部分，以由大轨迹变到小轨迹为例来说明
（1）通过减小摩擦轮与摩擦盘中心之间的距离，来降低后轮与摩擦盘之间传动比，使得小车走过一个圆轨迹时的圈数变少。

（2）增大小车前轮（即转向轮）的转动角度，来达到减小轨迹半径的目的。

为达到这一目的，可以在圆盘上设置一可沿一条半径连续变化的滑块，通过增大滑块与圆盘中心的距离，来达到这一目的。

如下：。