S型无碳小车设计

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《S型无碳小车设计》

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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
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结构设计及参数选择
转向拨杆的设计转向拨杆的端面小球直径10mm，杆长60mm，杆直径3mm，杆面有螺纹便于调节球面与凹槽轮的长度，引起转向轴的轻微偏转。这种设计把转向机构与微调机构整合在一起，设计简单、机构轻巧、灵活方便。凹槽轮的设计凹槽轮的宽度由拨杆小球的球面直径和前轮转向的最大角度决定。在实际的运动中无碳小车的转向角度,参见图3-2
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结构设计及参数选择
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仿真结果
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无碳小车
3/6/2022015-12-8
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课题内容
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课题内容
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整体设计思路
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整体设计思路
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Байду номын сангаас
凸轮机构曲柄摇杆
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整体设计思路
齿带槽凹槽轮
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结构设计及参数选择
轨道的设计无碳小车按正弦曲线行走，路线近似于“S”型，在行驶轨迹确定的情况下，小车的行驶路径不变，对路径的研究设计，可以大概确定小车行走路程，初步断定车轮的半径，转向轮的最大角度。无碳小车在宽度为2000mm的赛道上行驶，中间的障碍物相隔100mm，为了不让无碳小车越出赛道，避免无碳小车与障碍物碰撞，拟定出一下路线图参见图3-1：

S型无碳小车设计

2 整体设计思路
转向机构
转向机构是本无碳小车设计的关键部分，直接决定着小车能否按“S”的路线行走。一般能按特定规律运动的机构有：凸轮机构、曲柄摇杆、齿带槽、凹槽轮等。
凸轮机构：凸轮是具有一定曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便；缺点：凸轮轮廓设计计算麻烦，加工比较困难。曲柄摇杆：优点：运动副单位面积所受压力小，且面接触方便润滑，故磨损减小，制造方便，能够获得较高精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。缺点：一般情况下只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往比较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中做平面复杂运动和作往复运动的构件所长生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。
⑤无碳小车的车轮与地面的摩擦越小，小车行走的越远。
2 整体设计思路
基于上述考虑，得出无碳小车的结构越简单重力势能转换成动能时损失的能量少效率就高；通过设计齿轮的传动比可以改变小车的初始速度，速度越快，小车能走得越远；合理的设计出转向机构能够让小车按近似于“S”型路线行走；微调机构能够调节小车的转向角度，让无碳小车顺利避过障碍物；合理的选材减轻整车质量，减少摩擦。因此完整的无碳小车应当包括车架、传动构件、转向机构、车轮、重锤架。下面简要考虑车架、传动构件、转向机构的选用。
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无碳小车s设计方案

无碳小车s设计方案设计方案：无碳小车S一、设计目标无碳小车S是一款以环保、节能为主题的城市代步工具，旨在提供方便快捷的交通解决方案，减少对环境的污染。

设计目标如下：1. 零排放：采用电动驱动方式，完全不产生尾气排放。

2. 高效节能：优化电池储能和动能回收技术，提高能源利用效率，延长续航里程。

3. 运行稳定：采用先进的智能控制系统和安全装置，确保车辆运行的稳定性和安全性。

4. 美观舒适：外观设计简洁大方，内部空间宽敞舒适，提供良好的驾乘体验。

二、设计要点及解决方案1. 动力系统：采用纯电动驱动方式，利用电池存储能量供给电机驱动车辆。

同时，结合动能回收技术，在制动过程中将动能转化为电能，提高能源利用效率和续航里程。

2. 能量储存系统：选择高能量密度、长循环寿命的锂离子电池，提供稳定可靠的能量供应。

3. 智能控制系统：借助先进的智能控制系统，实现对电动机的精准控制和能源管理。

系统能够根据车辆运行状况、车速、路况等数据，动态调整电机转速和功率输出，提高驾驶性能和能源利用效率。

4. 安全装置：配备智能制动系统、防抱死系统、车辆稳定控制系统等装置，提高车辆的稳定性和行驶安全性。

同时，还应配备侧面碰撞保护、主动安全预警系统等装置，提高车辆的被动安全性。

5. 外观设计：外观简约、流线型设计，减少气动阻力，提高行驶稳定性和驾驶舒适性。

选用高强度轻量化材料，提升车辆的安全性和能耗效率。

三、市场应用前景和竞争优势1. 市场应用前景：随着环保意识的提升和城市交通拥堵问题的日益突出，无碳小车S作为一种绿色、环保的交通工具，具有广阔的市场应用前景。

可以在城市内提供便捷的短途出行解决方案，满足人们的日常出行需求。

2. 竞争优势：(1) 零排放设计，符合环保理念；(2) 高效节能的动力和能源管理系统，延长续航里程；(3) 先进的智能控制系统和安全装置，提高车辆的安全性和稳定性；(4) 简洁大方的外观设计和舒适宽敞的内部空间，提供良好的驾乘体验。

无碳小车s型设计方案

无碳小车S型设计方案引言在当前环保意识不断增强的背景下，人们对于零排放交通工具的需求不断增长。

无碳小车是一种以太阳能或其他可再生能源作为动力源，无需燃料燃烧而产生废气的交通工具。

本文将介绍一种基于创新设计的无碳小车S型设计方案。

设计目标1.高效能源利用：通过充分利用太阳能等可再生能源，实现能源的高效利用，最大程度减少能源浪费。

2.减少碳排放：无碳小车的设计要符合零排放标准，通过采用无污染能源为动力源，减少对大气环境的负荷。

3.安全可靠：设计并选用高质量的材料和部件，确保车辆的安全性和可靠性。

4.舒适性和便利性：设计人性化的外观和操控方式，提供舒适和便利的使用体验。

电力系统设计无碳小车的电力系统是实现无排放运行的核心部分。

本文设计的S型无碳小车采用太阳能电池板作为主要能源收集装置。

电池板通过转换太阳能为电能，并将电能存储于锂离子电池组中。

锂离子电池组作为小车的供电源，在需要时供应能量给电动汽车的电动机，从而驱动小车运动。

结构设计S型无碳小车采用前后对称的设计结构，以确保小车的稳定性和平衡性。

小车的车身主要由轻质材料制成，如碳纤维复合材料，以提高整车的强度和耐久性。

小车的车身采用流线型设计，减少空气阻力，提高行驶速度。

此外，小车配备了可调节的悬挂系统和电子稳定控制系统，以提供良好的操控性和行驶平稳性。

主要部件设计电动机S型无碳小车的电动机采用无刷直流电机技术，具有高效能、高输出功率和低噪音的特点。

电动机通过变速器将电能转化为机械能，并驱动车轮进行前进或倒退。

电动机的控制系统采用先进的电子控制单元，可以实现精准控制和节能运行。

制动系统S型无碳小车的制动系统采用回收能量的设计。

当驾驶员踩下制动踏板时，制动系统会将部分动能转化为电能，并储存于锂离子电池组中，以供给小车的其他电子设备使用。

操控系统S型无碳小车配备了先进的电子操控系统，提供精确的转向和控制。

驾驶员可以通过方向盘和踏板控制小车的前进、后退和转向。

S无碳小车结构方案

“S”无碳小车结构方案一、设计思路1.根据能量守恒定律，物块下落的时能直接转化为小车的动能，推动小车前进，此时势能的损失最小，故小车前进的动能应有物块的势能直接转化。

2.设计要求小车有自动避障的功能，小车的前进路线呈中周期性变化，但是当小车转向时速度有损失，故其前进路线需要通过精确计算得到.3.需要对小车的结构进行分析，综合考虑小车的加工工艺，成本，使得到的产品设计合理。

4.在设计的时候需要尽量减轻整车的质量，对小车进行受力分析，保证其行驶过程中运动平稳。

5.小车功能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。

给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），比赛时统一用质量为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。

如右图所示：6.小车设计要求（1）要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此重力势能转换获得，不可使用任何其他的能量来源。

（2）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。

（3）要求小车为三轮结构（4）小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体穿过赛道中线且障碍物不被撞倒（擦碰障碍，但没碰倒者，视为通过）；重复上述动作，直至小车停止。

二、小车出发定位方案通过对小车的功能分析，小车需要完成自动避开障碍物，驱动自身行走，重力势能的转换功能。

所以我们将小车的设计分为以下部分，路径的选择，自动转向装置，能量转换装置和车架部分。

小车在运动中，其运动轨迹简化为余弦曲线图像，通过小车的传动比以及转向装置曲柄的长度计算出余弦曲线的幅值，将小车放置于幅值处。

将障碍物的方向定为Y轴，X 轴在水平面垂直于Y轴，画出小车前进路线轨迹，将障碍物在轨迹图中，找到能通过的位置，量取此时Y轴与小车出发的幅值处即为小车出发点。

s型无碳小车的设计说明

s 型无碳小车的设计说明1.小车行走轨迹的规划和计算小车的行走轨迹为正弦型曲线，最小振幅为200mm ，周期为2000mm 。

其运动轨迹为：后轮的参数设计：设计目标：小车行走水平距离S′=60m ，理论行走时间t 总=10min小车行走路线为正弦曲线，曲线振幅为200mm ，一个周期的水平距离为2000mm ，所以可得出曲线函数式：x y πcos 2.0= 计算曲线路程m x s 4.2)sin 2.0(11221=-+⨯=⎰ππ周期数n=2s '=30 所以总路程m s n s 72='= 周期T=t n =60030=20s 车身速度1 2.4/0.12/20s v m s m s t === 重物下降速度00.41//6001500h v m s m s t === 设绕绳轮半径为0r ，则02r n h π=所以00010.314/15000.0021231v w rad s r ===⨯ 又10v v = 10w w =设偏心轮偏心距为e ，半径为1r 前轮半径为2r ，后轮半径为r 5，大带轮半径为r 3，小带轮半径为r 4 带轮传动比为i=3 则03w w = 01w w =4350.942/w iw w rad s ===05553550v v w r iw r i r v r ==== 所以050127.386r vr mmiv ==则后轮的直径为127.4mm,前轮直径60mm ，车底板总长180mm ，宽170mm带轮的参数设计已知功率W mgv P 15010== 转速min /926041r w n ==π1、确定计算功率ca P查得工作情况系数0.1=A K 故W P K P A ca 150115011*=⨯== 2、选择带型选用Y 型带 3、确定带轮的基准直径，并验算带速v 1）初选小带轮的基准直径。

由表查得取小带轮的基准直径mm d d 251= 2）验算带速s m n d v d /011775.010006092514.310006011=⨯⨯⨯=⨯=π3）计算大带轮的基准直径mm id d d d 7525312=⨯== 根据表查得，圆整为mm d d 712=4、确定带的中心距a 和基准长度Ld1）根据式（8-20） )(2)(7.021021d d d d d d a d d +≤≤+ 1922.670≤≤a 2）初定中心距 mm a 1300=3）由式（8-22）计算带所需的基准长度mmmm a d d d d a L d d d d d 4151304)2571()2571(213024)()(22202122100≈⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯-+++⨯=-+++≈ππ 由表8-2选带的基准长度mm L d 450=4）按式（8-23）计算实际中心距amm L L a a d d5.14720=-+= 5、验算小带轮上的包角oo o ood d oa d d 907.1591303.57)2571(1803.57)(180121≥=--=--=α6、计算带上的有效拉力Fe由1000*v Fe P =得N N vPFe 5662.0011775.0101501100010003=⨯⨯==- 阶梯轴的参数设计设重物在刚开始下降的瞬间加速下降的距离为0h设绕线一圈，则r h '=π20（r '为加速绕线处主动轴半径）...................(1) 又在这一过程中022ah v =...........................................(2) 0F mg ma -=........................................(3) Me r F ='0...........................................(4) 其中23310123.2105.35531.0--⨯=⨯⨯=⨯=r Fe Me 由以上四式可解出mmr mmh 124.233872.130='=转向机构和可调节机构的选取转向机构：本机构设计采用偏心轮+连杆+摇杆，其单位面积所受压力比较小而且接触面便于润滑，摩擦小制造方便能获得较高的精度。

S型无碳小车设计

图3-8无碳小车旳完整装配图建模
3 构造设计及参数选择
完毕多种零件旳装配后得到了无碳小车旳完整装配图
3 构造设计及参数选择
完毕多种零件旳装配后得到了无碳小车旳完整装配图
4 仿真成果
在完毕整体装配图旳环境下，单击左下角旳运动算例，把动画模拟时间轴拉到20秒旳位置。在无碳小车装配体中，单击虚拟马达，弹出马达类型对话窗，选择旋转马达，然后单击绳轮面，为绳轮轴添加一种虚拟马达。虚拟马达模拟重锤下落时牵动绳子带动绳索转动旳情况，设定虚拟马达旳转速为30r/min。然后按下从头播放动画，观察小车齿轮、车轮、凹槽轮、拨杆运动情况。输出动画成果，对成果进行分析。对于建立旳无碳小车，在没有考虑其他摩擦力、阻力、能量损失旳情况下，加人虚拟马达模拟运动时，绳轮能带动轴旳转动，引起齿轮2旳转动，齿轮2又带动齿轮1、齿轮3旳转动。当车轮转过1.5圈时，凹槽轮刚好转过0.5圈，阐明齿轮1、齿轮2、齿轮3在齿数设计上符合拟定旳运动轨迹转向要求。对于转向机构旳设计，凹槽轮转动时，拨杆球面与凹槽面相切运动，伴随凹槽旳变化，拨杆也能伴随凹槽途径变化，引起转向轴旳变化，带动前轮转动。阐明设计旳这种转向机构有一定旳实用性，能够带动小车有规律旳转向。同理能够经过边凹槽轮上旳凹槽途径，设定出特定规律旳途径，让无碳小车沿不同特定规律路线行走。例如走“8”字型、“0”路线。
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无碳小车
12/8/2023 023-12-8
课题内容
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整体设计思绪
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目录
4
仿真成果
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构造设计及参数选择
1 课题内容
本课题围绕主题：基于SolidWorks下无碳小车旳设计及模拟仿真，设计一种无碳小车，根据能量转换原理,驱动小车运动旳能量是给定重力旳重锤下落旳势能转换来旳机械能让其行走及转向旳。给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），用质量为1Kg旳重块（￠50×65 mm，一般碳钢）铅锤下降来取得，落差400±2mm，重块落下后，能和小车一起运动并被小车承载，防止铅垂从小车上掉落。图1-1为小车示意图。

基于S型避障无碳小车车身结构设计的创新和优化

基于 S 型避障无碳小车车身结构设计的创新和优化摘要：无碳小车是一种依靠重力势能驱动的自动避障的机构驱动转向机械小车。

S型无碳小车对与机构的传动精度要求高。

在设计过程中预留了微调机构，在装配后设置参数后微量调整。

那么简化微调机构提高微调效率显得尤为重要。

本文主要就是对转向机构中的微调机构的创新与优化。

关键词：轻便、结构优化、微调机构。

一、设计方案无碳小车大体可以从两个角度车出发，一是无碳，二是前进且自动转向功能。

首先要提出的是无碳，即以重物悬挂高处通过重物下降的势能驱动小车前进，如今都以绳轮机构为主。

本文绳轮机构只就适应车体布置设置了合适参数，通过小车三维建模体现，不做详述。

其次则是运动。

动力机构设计为齿轮机构，将重力势能转化为驱动力，需设置合理传动比与中心距。

三是研究小车的自控功能如何实现，在研究现存机构与其参数的根据下，参阅相关设计资料，结合最基本的空间四杆机构理论，设计构件参数及其运动形式。

即确定运动副的类型与布置位置。

四是设置一个适用此转向机构的微调机构。

五是机构的合理布置。

机构的设计应首先本着精确执行其功能的原则，其次因无碳小车需轻量化，所以尽量减轻各构件重量，精简构件结构形状。

应当强调的是应尽量避免低副摩擦的现象，低副摩擦，尤其是在组成低副的构件受较大垂直摩擦面线性载荷和方向变化的动载荷时，会造成剧大的摩擦热量损失。

通过多次的软件数据分析和建模以及仿真设计出了符合要求的无碳小车。

二、整体设计本次设计采用以转向轮（前轮）、差速轮（后轮1）、驱动轮（后轮2）为三个顶点绘制三角形。

通过MATLAB建立三条轨迹曲线来模仿小车的运行轨迹，通过设置桩距的方法来合理设置车宽幅与车总长确保车子在运行过程中不会触碰定点桩。

在确定了合理的车身长宽之后来设计机构的布置形式与参数大小,通过Solidworks建立三维模型，代入所设计参数研究是否合理。

将不合理的车长车宽在带回轨迹曲线进行完善。

最终达到合理可行的状态。

“S”型无碳小车设计说明书

“S”型无碳小车设计说明书目录一、绪论1.1 竞赛命题主题1.2 小车功能设计要求二、方案设计2.1 路径选择2.2 转向装置2.2.1 前轮转向装置设计2.2.2 后轮转向装置设计2.3 能量转换装置设计2.4 微调机构设计三、参数设计3.1 路径参数设计3.2 其他参数设计四、选材加工五、附录1.1 竞赛命题主题本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。

要求经过一定的前期准备后，在比赛现场完成一台本命题要求的可运行的机械装置，并进行现场竞争性运行考核。

每个参赛作品需要提交相关的设计方案。

竞赛命题为“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。

1.2 小车功能设计要求1、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而得到的。

该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg 的标准砝码 (￠50×65mm，碳钢制作) 来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。

标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。

图1 为小车示意图。

图1：无碳小车示意图2、要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。

3、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。

4、要求小车为三轮结构。

具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。

二、方案设计2.1 路径选择我们选择了“S”型方案，路径如图2 所示，图中所示“S”是后轮轴中点轨迹。

在设计计算中我们近似认为这是一条余弦曲线，通过分析道路要求给出曲线方程各项参数，从而得到后续理论设计的基础数据。

图2：小车路径轨迹示意图(后轮轴中点轨迹)2.2 转向装置2.2.1 前轮转向装置设计考虑到小车在行进过程中要实现自行转向，我们选择通过改变前轮摆角来控制整个小车的转向，有两种备选方案：1、凸轮+连杆+摇杆；2、曲柄连杆+摇杆。

第一种方案中，凸轮的设计加工难度较大且成本较高，一般而言实用性不强，想要实现对小车路径的精准控制不易，而相较之下方案二中曲柄机构更容易设计计算，路径特殊点所对应曲柄的位置更容易找到，还可以通过改变曲柄偏心距实现间距微调，而且加工成本较低，拆装稳定性好，原理简单易懂，可以帮助中学生或大学生快速理解机械传动和加工原理，因此我们选用方案二，如图3 所示。

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

S型无碳小车结构设计

S型无碳小车结构设计随着环保意识的不断提高，无碳小车作为一种清洁、节能的运输工具，逐渐受到了人们的。

S型无碳小车作为一种典型的设计，具有其独特的优势。

本文将从S型无碳小车的结构设计出发，阐述其设计理念、实践方法以及所面临的挑战。

S型无碳小车是一种使用太阳能或其他绿色能源作为动力源的小型车辆。

其特点主要包括零排放、节能环保、便捷实用等。

结构设计对于S型无碳小车的性能和稳定性有着至关重要的影响。

合理的结构设计能够最大程度地发挥车辆的性能，提高其稳定性和耐久性。

S型无碳小车的结构设计通常包括以下几个方面：车身结构、悬挂系统、动力传输、制动系统以及转向系统。

在设计过程中，我们首先需要考虑的是如何将太阳能转化为动力，并实现车辆的驱动和转向。

此外，合理的车身结构和悬挂系统也是提高车辆稳定性和舒适性的关键因素。

在设计S型无碳小车的车身结构时，我们需要考虑车身的材料、强度、轻量化以及生产工艺等因素。

同时，还需要注意车身结构与太阳能电池板之间的匹配，以充分利用太阳能。

悬挂系统的设计则需要根据车辆行驶的路况和舒适性要求来进行，以保证车辆在行驶过程中的稳定性和平顺性。

制动系统和转向系统的设计也是S型无碳小车结构设计的关键部分。

对于制动系统，我们需要考虑制动器的类型、制动性能以及与车轮的匹配等因素。

而对于转向系统，则需要转向器的类型、转向灵敏度以及与车轮的连接方式等因素。

在进行S型无碳小车结构设计时，我们需要注意以下几点：首先，要确保设计的结构合理、性能稳定，并能够满足车辆的使用要求；其次，要在保证车辆性能的同时，尽可能地减轻车身重量，以提高车辆的能效；最后，要注意选择合适的材料和工艺，以满足车辆的强度和耐久性要求。

总的来说，S型无碳小车结构设计是一个充满挑战和机遇的领域。

通过不断的研究和实践，我们可以进一步提高S型无碳小车的性能和稳定性，实现其在更多领域的应用。

同时，我们也应该意识到，S型无碳小车的设计与制造需要强大的技术支持和资源投入，因此，我们需要不断加强技术研究和创新，以推动S型无碳小车的发展。

s无碳小车设计方案

s无碳小车设计方案无碳小车设计方案随着环境保护意识的提高和社会的发展，无碳交通成为现代交通的一个重要发展方向。

无碳小车作为绿色、环保的交通工具，具有很大的发展潜力。

本文将设计一个无碳小车，以满足人们的出行需求，并减少对环境的污染。

该无碳小车采用完全电动的方式驱动，不产生任何尾气和污染物。

为了提高电动小车的续航里程，该设计方案配备了先进的锂电池组，以及高效的电动机。

同时，小车配备了太阳能充电系统，可以通过太阳能直接给电池充电。

这样，在日常行驶中，小车的电池可以通过太阳能充电系统持续补充，达到节能减排的目的。

为了提高小车的安全性能，小车采用了先进的智能驾驶辅助技术。

小车配备了激光雷达、摄像头和红外传感器等多种传感器设备，可以实时感知周围环境，并进行智能决策。

小车还配备了自动刹车、自动避障和自动泊车等功能，保证行驶过程中的安全。

为了提高小车的舒适性和便捷性，小车设计了宽敞的车厢空间和合理的座椅布局。

小车配备了空调系统，可以根据人们的需求进行温度调节。

小车还配备了智能导航系统，可以根据目的地自动规划最优路线，方便人们出行。

此外，小车还配备了蓝牙音响和智能手机连接系统，人们可以在车内随时享受音乐和进行通讯。

为了提高小车的可持续性，小车的设计尽量采用可回收和可降解的材料。

车身采用轻质铝合金，既能保持车身的强度，又可以减轻整车重量，提高续航里程。

内饰部分选择环保塑料材料，可以有效减少对环境的污染。

此外，小车还配备了能源回收技术，可以将制动过程中产生的能量转化为电能，进一步提高能源利用率。

总体来说，这款无碳小车设计方案充分考虑了环保性、安全性、舒适性和可持续性等多个因素，并采用先进的科技手段，以满足人们的出行需求。

相信在不久的将来，这样的无碳小车将成为人们出行的主力选择。

无碳小车设计方案

S型无碳小车设计方案参赛者：李泽亮唐铖洪鑫吴东欣一绪论1.1小车功能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。

图1为小车示意图。

图1：无碳小车示意图竞赛小车在前行时能够自动交错绕过赛道上设置的障碍物。

障碍物为直径20mm、高200mm的多个圆棒，沿直线等距离摆放。

以小车前行的距离和成功绕障数量来综合定成绩。

见图2。

图2：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图1.2小车整体设计要求无碳小车体现了大学生的创新能力，制作加工能力，解决问题的能力。

并在设计过程中需要考虑到材料、加工、制造成本等各方面因素，并且小车具有下列要求：1.要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此重力势能转换获得，不可使用任何其他的能量来源。

2.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。

3.要求小车为三轮结构4. 小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体穿过赛道中且障碍物不被撞倒（擦碰障碍，但没碰倒者，视为通过）；重复上述动作，直至小车停止。

二方案设计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，车架采用铝材加工制作成断开式长方体板，可以利用废材进行加工。

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）驱动力适中，不至于小车拐弯时速度过大倾翻，或重块晃动厉害影响行走。

（2）到达终点前重块竖直方向的速度要尽可能小，避免对小车过大的冲击。

（3）由于不同的场地对轮子的摩擦摩擦可能不一样，在不同的场地小车是需要的动力也不一样。

S形轨迹无碳小车的结构设计（精选五篇）

S形轨迹无碳小车的结构设计（精选五篇）第一篇：S形轨迹无碳小车的结构设计“S形轨迹无碳小车的结构设计摘要：针对第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛题目，设计一辆通过重力驱动的纯机械结构的无碳小车，且小车具有周期性越障功能。

通过所学知识，设计并制作该小车，参加比赛。

设定不同的参数，借助工程软件MATLAB对小车的轨迹进行仿真计算。

通过分析，设计出一辆满足比赛要求的小车。

并且通过调试证明，小车能够稳定行驶，具有较高的可靠性。

关键词：无碳小车越障轨迹仿真0前言本文针对第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛关于“S”形轨迹的要求，设计并制作了一种将重力势能转换为动能，并且按照“S”形轨迹稳定前行的无碳小车。

小车为三轮结构，前轮为方向轮；后面一轮为驱动轮，一轮为从动轮。

小车具有可调节的转向控制机构，以适应700-1300mm间距的不同间距障碍物。

1小车结构设计本文把小车的机构分为：原动机构、传动机构、转向机构、微调机构与车身。

除了轴承、螺栓螺母等标准件可以直接选用外，小车的其余部件均使用LY102铝合金制作。

本文的设计目的是使小车各部分的尺寸协调，满足强度要求、实现不同距离的越障功能。

下面是各个机构的设计： 1.1原动机构设计原动机构是利用重物下落时的重力势能转化为动能，从而驱动小车前进和转向的机构。

重物是1kg的标准砝码，重物周围是三根均布的钢管，从而约束重物的自由度，使重物直线下降，减少了能量损失，保证了小车重心的稳定性。

重物通过尼龙线绕在小车的绳轮上，在下降的过程中，带动绳轮的转动，实现了能量转换。

在实际测试中，证明了该结构简单、能量转化率高、成本低等特点。

1.2传动机构设计传动部分是原动机构和小车主动轮动力传递的枢纽，本文设计的小车的传动机构由后轮、一级齿轮、及其相关零件组成。

由于小车具有转向的功能，为不干扰小车的转向，后轮采用差速连接。

小车的右后轮为主动轮，左后轮为从动轮。

主动轮与传动机构相连，驱使小车的运动，从轮轮用轴承空套在后轴上，跟随小车的运动。

无碳小车 S型无碳小车毕业设计

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY 本科毕业设计题目：绿色小车学院：姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化年级：指导教师：职称：讲师二0一一年五月摘要本设计是依据课题要求“绿色小车”，即提出一种“无碳”的方法，带动小车的运行，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。

该小车再前行时能自动避开赛道上设置的障碍物（每隔1米，放置一个直径为20mm,高为200mm的弹性障碍圆棒）。

此模型的最大特点是将重力势能转化为齿轮的转动，进而根据大小齿轮的啮合带动驱动轮和转向轮，从而按照规定的路线完成任务。

本文将对绿色小车模型设计过程，结构功能特点进行详细的介绍。

关键词：绿色小车；无碳；势能转化AbstractThe design is based on the requirements of the subject of "green car", that proposes a "carbon-free" approach, driven the car running, that is, given a potential energy, according to energy conversion principles, the design of a gravitational potential energy can be transformed into the mechanical energy and used to drive the car to walk the device. The car then before the line can automatically avoid obstacles on the track set (every 1 m, placed a diameter of 20mm, 200mm flexible high barrier for the rod.) Most important feature of this model is transformed into gravitational potential energy of the rotation gear, thereby driving under the size of the meshing gear wheel and steering wheel, and thus complete the task in accordance with the provisions of the route. This paper will model green car design process, structure and function of the characteristics described in detail.Key words: Green car; Non-carbon; Potential energy into目录中文摘要 (I)英文摘要 (II)1绪论 (1)1.1引言 (1)1.2车用能源的发展趋势 (1)2 绿色小车总体设计及其运动原理 (2)2.1课题目的及其要求 (2)2.2小车总体设计及其运动原理 (3)2.3设计参数的计算及小车外形尺寸的确定 (4)2.3.1 理论行驶距离估算 (4)2.3.2 小车车轮及外形的材料和尺寸的确定 (4)3 小车设计的运动参数计算 (5)3.1主要运动参数计算 (5)3.2原动轴绕线部分设计及计算 (7)3.3运动及运动力参数计算 (8)4 小车主要零件的设计与计算 (9)4.1齿轮1与齿轮2的设计 (9)4.1.1 选择齿轮材料、精度等级、齿轮数选择 (9)4.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计 (9)4.1.3 校核齿面接触疲劳强度 (11)4.2齿轮3和齿轮4设计 (11)4.2.1 选择齿轮材料、精度等级、齿轮数选择 (11)4.2.2 按齿根弯曲疲劳强度设计 (11)4.2.3 校核齿面接触疲劳强度 (12)4.3轴设计 (12)4.3.1 原动轴(2轴)设计 (12)4.3.1.1 选择轴的材料 (12)4.3.1.2 求出轴上的功率、转速和转矩 (12)4.3.1.3 轴的初估计算 (12)4.3.1.4 轴上零件的周向定位 (14)4.3.1.5 确定轴上圆角和倒角尺寸 (14)4.3.1.6 根据轴的结构作出轴的计算简图（图8） (14)4.3.1.7 按弯扭合成应力校核轴的强度 (15)4.3.1.8 精确校核轴的疲劳强度 (16)4.3.1.9 绘制原动轴的工作图（附录） (18)4.3.2 驱动轴（1轴）设计 (18)4.3.2.1 轴的材料选择 (18)4.3.2.2 求出轴上的功率、转速和转矩 (18)4.3.2.3 轴的初估计算 (18)4.3.2.4 轴上零件的周向定位 (19)4.3.2.5 确定轴上圆角和倒角尺寸 (19)4.3.2.7 校核轴的强度 (21)4.3.3 转向机构的设计及计算 (22)4.3.3.1 转向机构有关计算 (22)4.3.3.2 曲轴（3轴）设计 (23)4.3.4 支承轴（4轴）设计 (29)4.4滚动轴承的校核 (29)4.5键强度校核 (29)4.5.1 原动轴上键的校核 (29)4.5.2 驱动轴上键的校核 (30)4.5.3 曲轴上键的校核 (30)5 设计小结 (31)参考文献 (32)致谢 (33)1绪论1.1引言1．“环保在身边之‘无碳生活’”一贴在东楚网黄石新闻网发出后，众多网友纷纷跟帖只招，倡导“无碳生活”。