8字無碳小車PPT稿

8字無碳小車設(shè)計 機械工程學院 成員：吳秀杰 8字無碳小車設(shè)計 機械工程學院 成員： 一： 緒論 1競賽主題 “無碳小車越障競賽” 2競賽命題 本屆競賽命題為“以重力勢能驅(qū)動的具有方向控制功能的自行小車”。 設(shè)計一種小車，驅(qū)動其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，由給定重力勢能轉(zhuǎn)換而得到的。該給定重力勢能由競賽時統(tǒng)一使用質(zhì)量為 1Kg的標準砝碼（ 50 65 mm，碳鋼制作）來獲得，要求砝碼的可下降高度為 400 2mm。標準砝碼始終由小車承載，不允許從小車上掉落。 如圖為小車示意圖 要求小車在行走過程 中完成所有動作所需的 能量均由此給定重力勢 能轉(zhuǎn)換而得，不可以使 用任何其他來源的能量。 要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應放有不同間距障礙物的競賽場地。 要求小車為三輪結(jié)構(gòu)。具體設(shè)計、材料選用及加工制作均由參賽學生自主完成。 3.競賽項目 經(jīng)現(xiàn)場公開抽簽，在 300 500mm范圍內(nèi)產(chǎn)生一個“ 8”字型賽道障礙物間距值。 3.1 參賽小車拆裝調(diào)試 各隊選派 2名隊員，對本隊參賽小車上的所有零件進行拆卸，然后，根據(jù)公開抽簽產(chǎn)生的障礙物間距調(diào)整并裝配小車。裁判人員根據(jù)爆炸圖進行檢查。拆裝工具自帶，現(xiàn)場將提供鉗工臺。如需使用機床加工，可提出申請，經(jīng)裁判批準，可到車間進行普車、普銑、鉆孔等常規(guī)加工作業(yè)，所需刀具和量具自備。對違反規(guī)定的行為按減分法處理。 本項競賽內(nèi)容應在規(guī)定時間內(nèi)完成，逾時不能進入后續(xù)比賽。 3.2 3D打印設(shè)計及制作 在比賽現(xiàn)場以公開抽簽的方式從題庫（不提前發(fā)布）中抽取一個題目，各隊的第三名隊員根據(jù)此題目獨立進行 3D設(shè)計及打印制作。本項內(nèi)容應在規(guī)定時間內(nèi)完成，違規(guī)減分，逾時不能進入后續(xù)比賽。 3.3 “ 8”字型賽道場地常規(guī)賽 小車在半張標準乒乓球臺（長 1525mm、寬1370mm）上，繞兩個障礙物按“ 8”字型軌跡運行。障礙物為直徑 20mm、長 200mm的 2個圓棒，相距一定距離放置在半張標準乒乓球臺的中線上，該距離由 4.競賽項目開始時的抽簽產(chǎn)生，以小車完成 8字繞行圈數(shù)的多少來評定成績， 如圖 參加“ 8”字型賽道競賽的 參賽隊，使用在現(xiàn)場調(diào) 整裝配后的小車及組委 會統(tǒng)一提供的標準砝碼 參賽。出發(fā)點自定，每隊 小車運行 2次，取 2次成績 中最好成績。 一個成功的“ 8”字繞障軌跡為：兩個封閉圖形軌跡和軌跡的兩次變向交替出現(xiàn)，變向指的是：軌跡的曲率中心從軌跡的一側(cè)變化到另一側(cè)。 比賽中，小車需連續(xù)運行，直至停止。小車沒有繞過障礙、碰倒障礙、將障礙物推出定位圓區(qū)域、砝碼脫離小車、小車停止或小車掉下球臺均視為本次比賽結(jié)束 。 二 方案設(shè)計 通過對小車的功能分析小車需要完成重力勢能的轉(zhuǎn)換、驅(qū)動自身行走、自動避開障礙物。為了方便設(shè)計這里根據(jù)小車所要完成的功能將小車劃分為五個部分進行設(shè)計（車架、原動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、行走機構(gòu)、微調(diào)機構(gòu)） 在選擇方案時應綜合考慮功能、材料、加工、制造成本等各方面因素。 爆炸圖 2.1車架 車架不用承受很大的力，精度要求低。 在組裝、修正過程中需要對車架進行不斷加工、改進，材料需要便于加工，所以車架采用輕質(zhì)鋁板材料。 方案設(shè)計 2.2原動機構(gòu) 原動機構(gòu)的作用是將重塊的重力勢能轉(zhuǎn)化為小車的驅(qū)動力。能實現(xiàn)這一功能的方案有很多種，就效率和簡潔性來看繩輪最優(yōu)。小車對原動機構(gòu)還有其他的具體要求。 1.驅(qū)動力適中，不至于小車拐彎時速度過大側(cè)翻，或重塊晃動厲害影響行走。2.到達終點時重塊豎直方向的速度要盡可能小，避免對小車過大的沖擊。同時使重塊的動能盡可能的轉(zhuǎn)化到驅(qū)動小車前進上。 3.采用梯形原動輪在起始時原動輪的轉(zhuǎn)動半徑較大，起伏較大，有利啟動啟動后，原動輪半徑變小，轉(zhuǎn)速提高，轉(zhuǎn)矩變小，和阻力平衡后小車勻速運動當物塊距小車很近時，原動輪的半徑再次變小，繩子的拉力不足以使原動輪勻速轉(zhuǎn)動，但是由于物塊的慣性，仍會減速下降 纏線機構(gòu) 方案設(shè)計 方案設(shè)計 2.3傳動機構(gòu) 傳動機構(gòu)的功能是把動力和 運動傳遞到轉(zhuǎn)向機構(gòu)和驅(qū)動輪 上。要使小車行駛的更遠及按 設(shè)計的軌道精確地行駛，傳動 機構(gòu)必需傳遞效率高，傳動穩(wěn) 定，結(jié)構(gòu)簡單重量輕等。齒輪 具有效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作 可靠，傳動穩(wěn)定的特點，所以 使用齒輪傳動。 方案設(shè)計 2.4轉(zhuǎn)向機構(gòu) 轉(zhuǎn)向機構(gòu)是小車設(shè)計的關(guān)鍵部分，直接決定著小車的功能。轉(zhuǎn)向機構(gòu)也同樣需要盡可能的減少摩擦，結(jié)構(gòu)簡單，零部件已獲得等基本條件，同時還需要有特殊的運動特性。能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為滿足要求的來回擺動，帶動轉(zhuǎn)向輪左右從而實現(xiàn)拐彎避障的功能。 方案設(shè)計 2.5行走機構(gòu) 行走機構(gòu)分為三個輪子，即前輪，主動輪和從動輪，而且輪子有大小之分以及接觸面不同，會導致摩擦力的不同。由于小車走曲線，兩個后輪的線速度不一樣，所以才用一個從動輪一個主動輪實現(xiàn)差速的問題。 方案設(shè)計 2.6微調(diào)機構(gòu) 微調(diào)結(jié)構(gòu)屬于小車的控制部分，由于存在加工誤差和裝配誤差，因此必需使用微調(diào)結(jié)構(gòu)，對誤差進行修正。其次為了調(diào)整小車的軌跡（幅值，周期，方向等），使小車走一條最優(yōu)的軌跡。 轉(zhuǎn)向機構(gòu) 方案設(shè)計 三 圖片欣賞 謝謝