無碳小車說明書-何云磊王清梅何鳳偉

摘要發(fā)展低碳經(jīng)濟是應(yīng)對全球氣候變暖，擔(dān)當(dāng)世界公民責(zé)任的必然之舉，黨的十六大報告提出的重要思想理論，就是要走出一條低消耗、低排放、高效益、高產(chǎn)出的新型工業(yè)化道路，而第三屆全國大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽以“無碳小車”為主題，符合世界的發(fā)展需求。本屆競賽主題為“無碳小車越障競賽”。在上一屆的基礎(chǔ)上增加了小車跑“8”字形路線項目?！盁o碳小車”是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，將給定的重力勢能轉(zhuǎn)換為機械能驅(qū)動小車行走并能夠在前行時自動避開賽道上設(shè)置的障礙物的裝置。該小車由能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和微調(diào)機構(gòu)以及車身構(gòu)成，通過能量轉(zhuǎn)換機構(gòu)獲得動力來驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動，再通過傳動機構(gòu)將運動傳給轉(zhuǎn)向機構(gòu)使轉(zhuǎn)向輪周期性轉(zhuǎn)向從而自動避開障礙物。在設(shè)計小車的整個過程中我們特別注重設(shè)計的思路，力求通過對命題的分析得到清晰開闊的設(shè)計思路；以創(chuàng)新和靈感為主線，使小車的設(shè)計做到規(guī)范性和創(chuàng)新性；我們還綜合考慮了材料、加工、制造成本等幾方面因素，借鑒了參數(shù)化設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計發(fā)發(fā)明理論方法；采用了PROE軟件輔助設(shè)計。小車的設(shè)計主要分為三個階段：方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計。方案設(shè)計階段根據(jù)小車功能要求我們根據(jù)機器的構(gòu)成（原動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、控制部分、輔助部分）把小車分為車架、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)六個模塊，進行分模塊化設(shè)計。技術(shù)設(shè)計在方案設(shè)計的基礎(chǔ)上對方案進行理論分析，運用數(shù)學(xué)計算和數(shù)學(xué)建模，得到了小車運動軌跡與其尺寸的數(shù)學(xué)關(guān)系，然后運用Matlab進行數(shù)據(jù)分析，進而得出了小車的具體參數(shù)和運動規(guī)律。接著應(yīng)用PROE軟件進行了小車的實體建模和部分運動仿真。最后綜合考慮零件材料性能、加工工藝、成本等實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計。目錄第1篇繞“S”型曲線摘要 2一緒論 51.1本屆競賽主題 51.2比賽要求 51.3競賽命題：以重力勢能驅(qū)動的具有方向控制功能的自行小車 51.4競賽項目I： 6二方案設(shè)計 72.1小車的設(shè)計方法 72.2方案說明 82.3方案分析 92.4設(shè)計思路 9三具體設(shè)計步驟 103.1耗能分析 103.2具體設(shè)計方法 113.2.1原動機構(gòu)（驅(qū)動裝置） 113.2.2傳動機構(gòu)（傳動裝置） 123.2.3轉(zhuǎn)向機構(gòu) 133.2.4細節(jié)設(shè)計 183.2.5行走機構(gòu) 183.2.6調(diào)節(jié)機構(gòu) 193.2.7繞線輪設(shè)計 19四數(shù)據(jù)分析 204.1運動學(xué)分析模型 204.2小車運動仿真分析 25五零部件設(shè)計 255.1參數(shù)確定 255.2需加工的零件 255.3可購買的標準件 26六徽標設(shè)計 28七評價分析 297.1小車優(yōu)缺點 297.2改進方案 29八設(shè)計總結(jié) 29九參考文獻 31第2篇繞“8”字型曲線一緒論1.1本屆競賽主題本屆競賽主題為“無碳小車越障競賽”。1.2比賽要求要求經(jīng)過一定的前期準備后，在比賽現(xiàn)場完成一套符合本命題要求的可行裝置，并進行現(xiàn)場競爭性運行考核。每個參賽作品要提交相關(guān)的設(shè)計、工藝、成本分析和工程管理4項報告。1.3競賽命題：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)換來的。給定重力勢能為4焦耳（取g=10m/s2），競賽時統(tǒng)一用質(zhì)量為1Kg的重塊（￠50×65mm，普通碳鋼）鉛垂下降來獲得，落差400±2mm，重塊落下后，須被小車承載并同小車一起運動，不允許從小車上掉落。圖1為小車示意圖。要求小車行走過程中完成所有動作所需的能量均由此重力勢能轉(zhuǎn)獲得，不可使用任何其他的能量來源。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(yīng)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(xué)生自主完成。圖1：無碳小車示意圖1.4競賽項目I：競賽小車在前行時能夠自動交錯繞過賽道上設(shè)置的障礙物。障礙物為直徑20mm、高200mm的多個圓棒，沿直線等距離擺放。以小車前行的距離和成功繞障數(shù)量來綜合評定成績。見圖2。圖2：無碳小車在重力勢能作用下自動行走示意圖二方案設(shè)計2.1小車的設(shè)計方法小車的設(shè)計一定要做到目標明確，通過對命題的分析確定基本設(shè)計思路，以創(chuàng)新和靈感為主線，設(shè)計過程中綜合需要綜合考慮材料、加工、制造成本等幾方面因素。根據(jù)小車功能設(shè)計要求——即小車在前行時能夠自動避開賽道上設(shè)置的障礙物，小車前進的路線具有一定的周期性；考慮到小車轉(zhuǎn)向時速度有損失，小車前進的線路是命題設(shè)計要求的最優(yōu)解。結(jié)構(gòu)的設(shè)計與成本分析、加工工藝設(shè)計統(tǒng)籌考慮，力求產(chǎn)品的最優(yōu)化設(shè)計。 在設(shè)計方法上我們借鑒了參數(shù)化設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計等現(xiàn)代設(shè)計發(fā)明理論方法。采用了MATLAB、PROE等軟件輔助設(shè)計。下面是我們設(shè)計小車的流程——如圖所示：否是否是明確小車的任務(wù)要求確定方案確定方案小車功能分析小車功能分析初步參數(shù)確定初步參數(shù)確定可行的方案可行的方案參數(shù)優(yōu)化參數(shù)優(yōu)化組合幾種可行的方案組合幾種可行的方案選擇材料確定尺寸選擇材料確定尺寸評價評價改進評價改進評價2.2方案說明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模塊化設(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)）。為了得到令人滿意方案，采用擴展性思維設(shè)計每一個模塊，尋求多種可行的方案和構(gòu)思。下面為我們設(shè)計圖框車架三角底板式車架骨架式原動機構(gòu)繩輪式原動機構(gòu)鏈輪式彈簧儲能式傳動機構(gòu)直齒輪傳動機構(gòu)錐齒輪帶輪轉(zhuǎn)向機構(gòu)凸輪加搖桿轉(zhuǎn)向機構(gòu)曲柄連桿加搖桿曲柄搖桿差速轉(zhuǎn)向行走機構(gòu)雙輪同步行走機構(gòu)雙輪差速驅(qū)動單輪驅(qū)動微調(diào)機構(gòu)微調(diào)螺母微調(diào)機構(gòu)滑槽2.3方案分析在選擇方案時應(yīng)綜合考慮功能、材料、加工、制造成本等各方面因素，同時盡量避免直接決策，減少決策時的主觀因素，使得選擇的方案能夠綜合最優(yōu)。小車主要實現(xiàn)兩個功能：①行走路程遠②避開障礙多然而要實現(xiàn)這兩個功能，就需要減少內(nèi)部摩擦損耗、減少地面的摩擦損耗。這樣就要保證簡化機構(gòu)、減少高副、減少轉(zhuǎn)軸軸承等直徑、充分潤滑、保證零件精度、選擇適當(dāng)?shù)牟牧?、減少小車的重量、增大輪子半徑以減小摩擦等途徑，再則是可根據(jù)不同的地面粗糙度調(diào)整輪子。最后要達到避開障礙多，就要保證加工裝配精度，對小車行走影響較靈敏的零部件尺寸可微調(diào)。小車大多數(shù)零件采用標準件、可以直接購買，減少加工誤差，另外部分零件可以通過手工加工出來。2.4設(shè)計思路1、車體設(shè)計按照大賽規(guī)定小車采用三輪結(jié)構(gòu)，梯形車身設(shè)計，車架材料經(jīng)過認真比較認為選用鋁板最適宜，用鋁板做的車架即比塑料車架更加牢固，又較鐵制的美觀輕便。2、總體設(shè)計思路根據(jù)大賽要求小車采用三輪結(jié)構(gòu)，我們把前輪作為轉(zhuǎn)向輪，后兩輪作為驅(qū)動輪，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，重物通過輕繩跨過定滑輪連接到驅(qū)動軸的T型軸上，將給定的重力勢能轉(zhuǎn)換為機械能，并通過小車的傳動裝置傳給后輪驅(qū)動小車行走，并使前輪通過轉(zhuǎn)向機構(gòu)能做周期性的來回擺動，從而使小車在前行時自動避開賽道上設(shè)置的障礙物。這樣，當(dāng)前輪周期性的來回擺動和后輪的向前滾動相結(jié)合就可以實現(xiàn)無碳小車的周期性向前行進，由此可以實現(xiàn)小車避開每隔一米一個的彈性圓棒。三具體設(shè)計步驟3.1耗能分析圖3-1圖3-2力分析小車質(zhì)量P0，重力P0g=地面支反力N0小車驅(qū)動力矩M=等效力偶F0×D/2（小車驅(qū)動力）F0=2M/DM由G獲取例如：M=G×Φ/2=F0×D/2（暫不計效率）此時F0=G×Φ/D做功分析——設(shè)：S為小車行走距離，mm，η為小車總效率，F(xiàn)0×S=G×500mm×η則：S=G×500mm×η/F0前面防滑計算得出：F0＜Ff=P0g×f可見：（1）為了增大小車行走距離；（2）為了避免能量損失不打滑；（3）在保證能夠驅(qū)動小車行走的前提下，F(xiàn)0越小越好。3.2具體設(shè)計方法3.2.1原動機構(gòu)（驅(qū)動裝置）如圖1，重物的重力作為小車的驅(qū)動力，設(shè)計中要盡可能多的把重物的勢能轉(zhuǎn)化為小車的勢能，盡可能的使車勻速運動，也盡可能減少物體下落過程和小車行進過程中的能量損失。方案:1.重物通過輕繩跨過定滑輪連接到驅(qū)動軸的T型軸上，啟動時要求驅(qū)動力比較大，輕繩從原動軸的大端開始（M=FR得F=M/R），有利于啟動。2．啟動后，原動軸的半徑變小，轉(zhuǎn)速相應(yīng)的提高，轉(zhuǎn)矩變小，設(shè)計使其剛好能和阻力相平衡，實現(xiàn)小車勻速運動。3.當(dāng)物塊與小車距離相近時，由于要減小小車的速度和重物下降速度，原動軸的半徑再次變小，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，原動輪的半徑變小，總轉(zhuǎn)速比提高，小車緩慢減速，直到停止，物塊停止下落，正好接觸小車。4.此結(jié)構(gòu)中還設(shè)計有防止砝碼在下滑過程中擺動的相應(yīng)機構(gòu)，這樣就那保證砝碼穩(wěn)速小落，減少能量損失。圖13.2.2傳動機構(gòu)（傳動裝置）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)必須傳遞效率高、傳動穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡單重量輕等。方案：傳動機構(gòu)可通過直齒輪、錐齒輪、帶輪等裝置來傳動，通過比較和分析，帶輪具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉、緩沖吸震等特點但其效率及傳動精度并不高。而齒輪具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動比穩(wěn)定等一系列優(yōu)點。因此在需用傳動裝置的情況下優(yōu)先考慮使用齒輪傳動,如圖2。圖23.2.3轉(zhuǎn)向機構(gòu)轉(zhuǎn)向機構(gòu)是本小車設(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耗能，結(jié)構(gòu)簡單，零部件易獲得等基本條件，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)向輪左右轉(zhuǎn)動從而實現(xiàn)拐彎避障的功能。能實現(xiàn)該功能的機構(gòu)有：凸輪機構(gòu)+搖桿、曲柄連桿+搖桿、蝸桿渦輪機構(gòu)、曲柄搖桿、差速轉(zhuǎn)彎等等。1.凸輪機構(gòu)凸輪：凸輪是具有一定曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，有內(nèi)凸輪和外凸輪兩種，它運動時，通過高副接觸可以使從動件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運動。優(yōu)點：只需設(shè)計適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從動件得到任意的預(yù)期運動；缺點：較難得到精確的凸輪輪廓曲線，輪廓加工也比較困難。在本小車設(shè)計中由于：凸輪輪廓加工比較困難、尺寸不能夠可逆的改變、精度也很難保證、重量較大、效率低能量損失大（滑動摩擦）因此不采用。見圖3和圖4。圖3（內(nèi)凸輪）圖4（外凸輪）2.曲柄連桿+搖桿圖5優(yōu)點：運動副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤滑，故磨損減小，制造方便，易獲得較高精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來維系的，它不像凸輪機構(gòu)有時需利用彈簧等力封閉來保持接觸。缺點：一般情況下只能近似實現(xiàn)給定的運動規(guī)律或運動軌跡，且設(shè)計較為復(fù)雜；當(dāng)給定的運動要求較多或較復(fù)雜時，需要的構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)往往比較多，這樣就使機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機構(gòu)運動規(guī)律對制造、安裝誤差的敏感性增加；機構(gòu)中做平面復(fù)雜運動和作往復(fù)運動的構(gòu)件所長生的慣性力難以平衡，在高速時將引起較大的振動和動載荷，故連桿機構(gòu)常用于速度較低的場合。在本小車設(shè)計中由于小車轉(zhuǎn)向頻率和傳遞的力不大故機構(gòu)可以做的比較輕，可以忽略慣性力，機構(gòu)簡單，利用MATLAB進行參數(shù)化設(shè)計并不困難，加上可以利用軸承大大減小摩擦損耗提高效率。對于安裝誤差的敏感性問題我們可以增加微調(diào)機構(gòu)來解決，本設(shè)計方案如圖6。圖63蝸桿渦輪機構(gòu)優(yōu)點：1.傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊。T)f:2.傳動平穩(wěn)，無噪音。因為蝸桿齒是連續(xù)不間斷的螺旋齒，它與蝸輪齒嚙合時是連續(xù)不斷的，蝸桿齒沒有進入和退出嚙合的過程，因此工作平穩(wěn)，沖擊、震動、噪音小。缺點：1.具有自鎖性。蝸桿的螺旋升角很小時，蝸桿只能帶動蝸輪傳動，而蝸輪不能帶動蝸桿轉(zhuǎn)動。

2.蝸桿傳動效率低，一般認為蝸桿傳動效率比齒輪傳動低。尤其是具有自鎖性的蝸桿傳動，其效率在0.5以下，一般效率只有0.7～0.9。(V'N%U;f8D3.發(fā)熱量大，齒面容易磨損，成本高。'g7圖7圖73.曲柄搖桿結(jié)構(gòu)較為簡單，但和凸輪一樣有一個滑動的摩擦副，其效率低。其急回特性導(dǎo)致難以設(shè)計出較好的機構(gòu)。4.差速轉(zhuǎn)彎差速拐是利用兩個偏心輪作為驅(qū)動輪，由于兩輪子的角速度一樣而轉(zhuǎn)動半徑不一樣，從而使兩個輪子的速度不一樣，產(chǎn)生了差速。小車通過差速實現(xiàn)拐彎避障。差速轉(zhuǎn)彎，是理論上小車能走的最遠的設(shè)計方案。和凸輪同樣，對輪子的加工精度要求很高，加工出來后也無法根據(jù)需要來調(diào)整輪子的尺寸。（由于加工和裝配的誤差是不可避免的）圖8綜合上面分析我們采用以下方案，見圖9。圖9小車的一副總體設(shè)計圖（圖10）圖10 轉(zhuǎn)向由曲柄滑塊裝置完成。驅(qū)動軸通過齒輪傳動聯(lián)接后帶動圓盤轉(zhuǎn)動，圓盤帶動曲柄轉(zhuǎn)動，連桿的另一段聯(lián)接前輪軸上的滑塊，滑塊的往復(fù)運動過程使前輪周期的轉(zhuǎn)動，最終使小車行走軌跡為近似正弦曲線。3.2.4細節(jié)設(shè)計車身盡量簡單原則，來減小小車總質(zhì)量，但要有足夠位置放置載重物塊。推桿的用軸套定位來保證推程和回程過程中方向不變。齒輪和軸承盡量選用標準件尺寸，易于加工。前后車輪選用輕質(zhì)材料，而且適當(dāng)?shù)耐诳铡?.2.5行走機構(gòu)行走機構(gòu)即為三個輪子，輪子有厚薄之分，大小之別，材料之不同，因此需要綜合考慮。由于小車是沿著曲線前進的，后輪必定會產(chǎn)生差速。對于后輪可以采用雙輪同步驅(qū)動，雙輪差速驅(qū)動，單輪驅(qū)動。雙輪同步驅(qū)動必定有輪子會與地面打滑，由于滑動摩擦遠比滾動摩擦大會損失大量能量，同時小車前進受到過多的約束，無法確定其軌跡，不能夠有效避免碰到障礙。雙輪差速驅(qū)動可以避免雙輪同步驅(qū)動出現(xiàn)的問題，可以通過差速器或單向軸承來實現(xiàn)差速。差速器涉及到最小能耗原理，能較好的減少摩擦損耗，同時能夠?qū)崿F(xiàn)滿足要運動。單向軸承實現(xiàn)差速的原理是但其中一個輪子速度較大時便成為從動輪，速度較慢的輪子成為主動輪，這樣交替變換著。但由于單向軸承存在側(cè)隙，在主動輪從動輪切換過程中出現(xiàn)誤差導(dǎo)致運動不準確，但影響有多大會不會影響小車的功能還需進一步分析。單輪驅(qū)動即只利用一個輪子作為驅(qū)動輪，一個為導(dǎo)向輪，另一個為從動輪。3.2.6調(diào)節(jié)機構(gòu)在前面確定了轉(zhuǎn)向采用曲柄連桿加搖桿的方案，由于曲柄連桿機構(gòu)對于加工誤差和裝配誤差很敏感，因此就必須加上微調(diào)機構(gòu)，對誤差進行修正。再者，加上微調(diào)機構(gòu)可更方便調(diào)整小車的軌跡，通過不斷的調(diào)整和實驗使小車走一條最優(yōu)的軌跡。微調(diào)機構(gòu)有以下兩種方式：微調(diào)螺母式、滑塊式如圖。通過分析我們采用滑塊調(diào)節(jié)機構(gòu)。由于理論分析與實際情況有差距，只能通過理論分析得出較優(yōu)的方案而不能得到最優(yōu)的方案。因此我們設(shè)計了一種機構(gòu)簡單的小車，通過小部分的改動便可以改裝成其它方案，再通過試驗比較得到最優(yōu)的小車。3.2.7繞線輪設(shè)計加速—勻速—減速的過程，所以開始時拉力的作用點處在原動輪半徑較大處，并且隨著小車的前進，拉力作用點距離原動輪的軸線的距離呈遞減的線性變化。起始時，原動輪的轉(zhuǎn)動半徑較大，起動轉(zhuǎn)矩大，有利起動；起動后，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。見圖圖7圖7梯形圓柱原動輪的作用：1.剛開始牽動繩為小車提供動力的部分是梯形圓柱的粗端，這樣能為小車提供更快捷的動力。2.下落物體不可避免的會和小車發(fā)生碰撞，這樣當(dāng)物體快要和小車碰撞的時候，牽動繩繞到梯形圓柱的細端，這樣能減少小車的下落速度，減少物體和小車碰撞的能量損失。3.梯形原動輪的設(shè)計實現(xiàn)小車的起動和物塊的從低速到減速下落。減小因碰撞而損失的能量。4.利用公式M=F*R，當(dāng)力一定時，R越大矩就越大，轉(zhuǎn)動的就越快，車啟動的就越快；當(dāng)M達到一定的大小保持不變R變小，F(xiàn)就會越大，從而使得物塊減速。四數(shù)據(jù)分析4.1運動學(xué)分析模型符號說明：后車輪半徑驅(qū)動輪A與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距驅(qū)動輪B與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距齒輪1與2傳動比齒輪1與3傳動比后輪軸（軸F）與轉(zhuǎn)向輪中心距離b曲柄軸（軸G）與轉(zhuǎn)向輪中心距離d曲柄的旋轉(zhuǎn)半徑軸的繩輪半徑連桿長L搖桿長(實際長度)CE軸為驅(qū)動軸F軸為后輪軸G軸為曲柄軸滑塊在搖桿上運動位移S圖11.驅(qū)動部分當(dāng)重物下降時，驅(qū)動軸（軸E）轉(zhuǎn)過的角度為，則有后輪軸（軸F）轉(zhuǎn)過的角度則曲柄軸（軸G）轉(zhuǎn)過的角度小車移動的距離為（以A輪為參考）轉(zhuǎn)向部分當(dāng)轉(zhuǎn)向桿與驅(qū)動軸間的夾角為時，曲柄轉(zhuǎn)過的角度為則與滿足以下關(guān)：解上述方程可得與的函數(shù)關(guān)系式3．行走軌跡只有A輪為驅(qū)動輪，當(dāng)轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)過角度時則小車轉(zhuǎn)彎的曲率半徑為小車行走過程中，小車整體轉(zhuǎn)過的角度當(dāng)小車轉(zhuǎn)過的角度為時，有4．其他輪的軌跡以輪A為參考，則在小車的運動坐標系中，B的坐標C的坐標在地面坐標系中，有5.滑塊在搖桿上運動位移通過整理以上方程，帶入合理參數(shù)，使用Matlab軟件分析得到小車的運動軌跡。（如下圖）圖24.2小車運動仿真分析為了進一步分析本方案的可行性，我們利用了proe進行了動態(tài)仿真，詳見視頻。五零部件設(shè)計5.1參數(shù)確定單位：mm轉(zhuǎn)向輪與曲柄軸軸心距b=145;搖桿長c=32;驅(qū)動輪直徑D=120;驅(qū)動輪A與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距a1=78驅(qū)動輪B與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距a2=78;驅(qū)動軸與轉(zhuǎn)向輪的距離d=145;曲柄長r1=22;繩輪半徑r2=165.2需加工的零件1．驅(qū)動軸6061空心鋁合金管。外徑6mm內(nèi)徑3mm。2．車輪鋁板7075-T6，具體參數(shù)見附圖。3.底板鋁板7075-T6，具體參數(shù)見附圖。5.3可購買的標準件1.軸承：內(nèi)徑6mm，外徑12mm，如圖2.軸承座：選用型號：SK123.滑塊部分：優(yōu)先選擇賣有現(xiàn)成的，如果不合適，再自己加工制作。4．直齒輪齒輪1：模數(shù)=1，齒數(shù)=17，外徑=17mm，內(nèi)孔=6mm厚度：10齒輪2：模數(shù)=1，齒數(shù)=51，外徑=47mm，內(nèi)徑=6厚度=10mm齒輪3：模數(shù)=1，齒數(shù)=34，外徑=36mm,內(nèi)徑=6mm，厚度=10mm材質(zhì)：7075-T6鋁5.前輪轉(zhuǎn)向部分（與車身配合處）采用型號：LMF6六徽標設(shè)計圖1圖1徽標設(shè)計（1）設(shè)計說明：整個徽標是一個橢圓形的圈，包圍著一個加油機字樣的N和英文字母“CAR”，代表著“NoCarbon”無碳，簡單明了地說明了這屆大賽的主題。同時，英文字母“CAR”也代表著我們所做的無碳小車。其次，選用綠色為標志的主色調(diào)，代表著綠色環(huán)保，和諧自然。且外面的橢圓圈，代表著能量的意識，說明了勢能與動能相互轉(zhuǎn)換的過程。同時，橢圓圈又是一圈圈跑道，代表著無碳的道路永無止境。最后，以整體上看，整個圖形像一只眼睛?？粗h方，對未來全球?qū)崿F(xiàn)無碳充滿希望。（2）材料：45鋼（3）制作：激光打標機噴漆外圈綠色R：64G：225B：109內(nèi)圈綠色R：30“加油機”R：48G：179:B：:83“Car”R：239G：21B：19七評價分析7.1小車優(yōu)缺點本小車采用的轉(zhuǎn)向方案中，曲柄是在一個圓盤上，在不改變小車機構(gòu)的前提下，可以調(diào)節(jié)曲柄和連桿的長度，從而避免了安裝時的局限。同時，可以根據(jù)兩個障礙物的距離改變后，相應(yīng)的調(diào)節(jié)曲柄和連桿的長度，以適應(yīng)不同寬度的賽道。此外，后輪可以根據(jù)不同賽道的地面更換相對應(yīng)材料的外胎。7.2改進方案小車最大的缺點是精度要求非常高，改進小車的精度要求，使能調(diào)整簡單，