第一篇：無(wú)碳小車(chē)Matlab軌跡仿真及路徑圖

無(wú)碳小車(chē)Matlab仿真程序及路徑圖

1.仿真程序

clear clc tic

%符號(hào)定義

%重物下降的高度h %驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)過(guò)角度sd2 %驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)比i %轉(zhuǎn)向輪軸心距b %轉(zhuǎn)向桿的長(zhǎng)c %轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)過(guò)的角度af %驅(qū)動(dòng)輪半徑R

%驅(qū)動(dòng)輪A與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距a1 %驅(qū)動(dòng)輪B與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距a2 %驅(qū)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向輪的距離d %小車(chē)行駛的路程s %小車(chē)x方向的位移x %小車(chē)y方向的位移y %軌跡曲率半徑rou %曲柄半徑r1 %繩輪半徑r2 %參數(shù)輸入 n=1000;

h=linspace(0,0.4,n);i1=0.5;i2=1.05;R=0.16;

%驅(qū)動(dòng)輪A與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距a1 a1=0.08;

%驅(qū)動(dòng)輪B與轉(zhuǎn)向輪橫向偏距a2 a2=0.08;%曲柄半徑r1 r1=0.02;%繩輪半徑r2 r0=0.006;

%驅(qū)動(dòng)軸與轉(zhuǎn)向輪的距離d d=0.2;

%連桿與轉(zhuǎn)向輪的距離c c=0.04;%算法 g=-10;sd0=h/r0;sd1=sd0/i1;sd2=sd0/i2;

af=atan(r1.*sin(sd2)/c);format long

rou=a1+(d)./(tan(af));s=sd1*R;ds=s(2)-s(1);dy=ds*cos(af);dx=-ds*sin(af);x=cumsum(dx);y=cumsum(dy);xb=x-(a1+a2).*cos(af);yb=y-(a1+a2).*sin(af);xc=x-a1*cos(af)-d*sin(af);yc=y-a1*sin(af)+d*cos(af);

plot(x,y,'b',xb,yb,'b',xc,yc,'r');hold on grid on for i=1:20 t=0:0.01:2*pi;xy=0.01.*cos(t)-0.23;yy=0.01.*sin(t)+i;plot(xy,yy);hold on

end

2.仿真路徑

第二篇：基于無(wú)碳小車(chē)前輪運(yùn)動(dòng)關(guān)系的MATLAB運(yùn)動(dòng)軌跡仿真

基于無(wú)碳小車(chē)前輪運(yùn)動(dòng)關(guān)系的MATLAB運(yùn)動(dòng)軌跡仿真

clear all;clc;R=50;r=15;L=150;k=1/5;e=12.5;arf0=0;

fx1=@(sita)(cos(arf0-R*r*r/k/L/e/e*sin(sita)-atan(r*cos(sita)/e))*R/k./cos(atan(r*cos(sita)/e)));

fx2=@(sita)(sin(arf0-R*r*r/k/L/e/e*sin(sita)-atan(r*cos(sita)/e))*R/k./cos(atan(r*cos(sita)/e)));sita=0:0.05:4*pi;

for ii=1:length(sita)sita0=sita(ii);

x(ii)=quadl(fx1,0,sita0);y(ii)=quadl(fx2,0,sita0);end

plot(x,y);

基于無(wú)碳小車(chē)轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算方法的MATLAB運(yùn)算

clc;clear all;a=100;b=50;L=150;sita=0.9;arf=0.9;B=100;A=a*cos(sita)/b;beta=atan(sin(arf)/(A+cos(arf)));Rg=b/sin(beta)Rq=Rg*cos(beta)/cos(sita)Of=sqrt(Rg*Rg+b*b-2*Rg*b*sin(beta))Rw=sqrt(Of*Of+B*B/4+B*Of)

clc;clear all;a=100;

b=50;L=150;sita=-0.9:0.01:0.9;arf=sita;B=100;A=a*cos(sita)/b;beta=atan(sin(arf)./(A+cos(arf)));Rg=b./sin(beta);Rq=Rg.*cos(beta)./cos(sita);Of=sqrt(Rg.*Rg+b*b-2*Rg*b.*sin(beta));Rw=sqrt(Of.*Of+B*B/4+B*Of);plot(sita,Rg,sita,Rq,sita,Of,sita,Rw);axis(-0.9,0.9)

第三篇：無(wú)碳小車(chē)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

無(wú) 碳 小 車(chē) 經(jīng) 驗(yàn) 總 結(jié)

姓名：?jiǎn)虈?guó)勇、梁鵬、徐文凱

時(shí)間：2013.4.5

.無(wú)碳小車(chē)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

在這次大賽結(jié)束以后，我回想起這半月以來(lái)的每一幕都是那么讓人記憶深刻難以忘懷。尤其是在大賽上，我看到對(duì)手的強(qiáng)悍的時(shí)候才覺(jué)得自己的思維是多么的不開(kāi)闊?，F(xiàn)在就從以下這幾個(gè)方面談?wù)勎覀€(gè)人的看法：

一、設(shè)計(jì)方面

當(dāng)我在大賽上看到那么多的無(wú)碳小車(chē)的時(shí)候我真的一下子覺(jué)得自己的思路是那么單一。就設(shè)計(jì)而言，我覺(jué)得我們不輸給任何一個(gè)團(tuán)隊(duì)，至今為止我仍覺(jué)得我們?cè)O(shè)計(jì)的那一款小車(chē)是完美的。就我們的設(shè)計(jì)而言，這款小車(chē)不僅可以跑1米，0.9米，1.1米的S型曲線(xiàn)，而且可以跑0.9到1米之間的任意數(shù)據(jù)。當(dāng)我看到理工大學(xué)的26、27號(hào)小車(chē)的時(shí)候，心中是那樣的令人激動(dòng)，又是那樣的令人失落，因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)的那款車(chē)沒(méi)能設(shè)計(jì)制造成功。到最后我們只能以一個(gè)簡(jiǎn)單的方案匆匆了事。就我個(gè)人而言當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)的小車(chē)沒(méi)有驅(qū)動(dòng)起來(lái)時(shí)我真的很著急，同時(shí)明白了自己的設(shè)計(jì)計(jì)算是那樣的不充分，也意識(shí)到自己設(shè)計(jì)中應(yīng)該去除材料來(lái)減輕車(chē)身的許多地方并沒(méi)有去除。當(dāng)我們按第三套方案設(shè)計(jì)時(shí)，我就覺(jué)得我們?cè)O(shè)計(jì)的那款車(chē)算是徹底不存在了。當(dāng)我來(lái)到比賽場(chǎng)上無(wú)意中看到27號(hào)車(chē)的時(shí)候我明白我們?cè)O(shè)計(jì)的車(chē)是可行的，就連我們的微調(diào)裝置都是驚人的相似。真的，當(dāng)時(shí)心里美滋滋的…..在比賽結(jié)束的這兩天里，我思考了許多，但從設(shè)計(jì)而言，我覺(jué)得我們的微調(diào)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不是很合理，原因是自己以為那個(gè)裝置很好用，可實(shí)際上那個(gè)一點(diǎn)也不適合微調(diào)，同時(shí)自己設(shè)計(jì)的微調(diào)裝置誤差范圍也太大，我充分吸收了大賽上比較好的，比較精致的微調(diào)機(jī)構(gòu)，他們最厲害的能把精度提高到0.02，這是我們沒(méi)有做到的。原以為摩擦盤(pán)和單輪驅(qū)動(dòng)會(huì)很不穩(wěn)定，通過(guò)這次比賽我明白了只要我們保證了精度，單輪驅(qū)動(dòng)和摩擦盤(pán)完全可以適用。最后，我覺(jué)得我們另一設(shè)計(jì)不合理的地方就是難以讓前輪左右擺過(guò)的角度相同。我們只是通過(guò)目測(cè)看偏轉(zhuǎn)的角度，這樣的誤差太大，我們應(yīng)該在車(chē)體上裝一個(gè)量角器和指針，這樣就可以保證左右擺角相同了。

二、制造方面

在這次比賽過(guò)程中，我問(wèn)訪(fǎng)了許多學(xué)校的學(xué)生他們的小車(chē)是怎樣造出來(lái)的，在訪(fǎng)問(wèn)的過(guò)程中，我明顯感覺(jué)到我們的設(shè)備有些落后了，用我們學(xué)校的那幾臺(tái)設(shè)備很難保證精度。再次，就是我們?cè)谥谱鞣矫婺茏鞒鲋笇?dǎo)的老師實(shí)在太少了。同時(shí)我希望我們?cè)诮鸸?shí)習(xí)的時(shí)間能延長(zhǎng)一些，讓我們有時(shí)間去充分了解車(chē)床、銑床、磨床，讓我們學(xué)會(huì)加工一些基本的零件。通過(guò)自己動(dòng)手制造我們?cè)O(shè)計(jì)的小車(chē)，我覺(jué)得我們學(xué)到了很多，我覺(jué)得我能夠粗車(chē)、粗銑一些基本零件了，在我們?cè)瓉?lái)金工實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上又有了很大的突破和發(fā)展。最后，我希望我們學(xué)院能在未來(lái)添加幾臺(tái)先進(jìn)設(shè)備，讓我們?cè)O(shè)計(jì)的零件能夠做到應(yīng)有的精度，從而使我們?cè)O(shè)計(jì)的無(wú)碳小車(chē)能夠走得更遠(yuǎn)。

三、材料方面

還記得當(dāng)初我們學(xué)生和老師們?cè)谝粔K商量用什么材料的情景。我覺(jué)得這個(gè)很有必要，這個(gè)方面我們應(yīng)該互動(dòng)，共同對(duì)機(jī)構(gòu)作出相應(yīng)的分析，具體討論用什么材料才最為合適。說(shuō)實(shí)話(huà)，在我們討論用什么材料的時(shí)候，我對(duì)材料基本上一無(wú)所知，也許當(dāng)時(shí)的我只知道什么塑性、脆性，可是具體是怎么一回事，我真的一無(wú)所知。通過(guò)半個(gè)月的加工及制造以及在大賽上的所見(jiàn)所聞，使我對(duì)材料有了更深的了解。大賽上，參賽隊(duì)友們有用有機(jī)玻璃的，有用尼龍的，有用鋁合金的等等，五花八門(mén)。我忽然感覺(jué)到書(shū)本上的東西在這里才得以具體體現(xiàn)，讓我更深入的學(xué)到了別人學(xué)不到的東西。

四、裝配方面

當(dāng)我們的零件都加工完成的時(shí)候，便開(kāi)始了匆匆的裝配，可是在那個(gè)時(shí)候我才發(fā)現(xiàn)，裝配也是一門(mén)學(xué)問(wèn)。不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的把零件裝配到一塊，而是要做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在比賽結(jié)束后的這兩天里的思考中，我覺(jué)得我們沒(méi)有進(jìn)入決賽的一個(gè)重大原因就是缺乏裝配知識(shí)。這使得我們的裝配的精度根本無(wú)法保證。我想如果可以，我們學(xué)院可以開(kāi)設(shè)一門(mén)有關(guān)裝配方面的課程。

五、調(diào)試及試車(chē)方面

說(shuō)到這個(gè)方面，我覺(jué)得這個(gè)方面是我們沒(méi)能進(jìn)入決賽的根本原因。原因有兩個(gè)：一是我們沒(méi)有相應(yīng)的木質(zhì)跑道；二是我們的時(shí)間太緊，幾乎沒(méi)有試車(chē)的時(shí)間，我們都是匆匆對(duì)車(chē)進(jìn)行調(diào)試，看車(chē)能跑起來(lái)就好了?？墒钱?dāng)我在深深的思考之后，才發(fā)現(xiàn)我們根本沒(méi)有掌握和了解我們?cè)O(shè)計(jì)的無(wú)碳小車(chē)。雖然這小車(chē)是我們親自設(shè)計(jì)的，但是理論和實(shí)際還是有一定的差距，我們根本沒(méi)有發(fā)揮出我們小車(chē)應(yīng)有的能量，比賽就匆匆的結(jié)束了，這也成為我們心中的一個(gè)遺憾。

六、準(zhǔn)備方面

在準(zhǔn)備方面，我覺(jué)得我們做的特別不充分，據(jù)了解，太原工業(yè)學(xué)院的學(xué)生早在一年前就開(kāi)始準(zhǔn)備無(wú)碳小車(chē)，而我們僅僅準(zhǔn)備了兩三個(gè)月，令我驚訝的是太原理工大學(xué)竟然開(kāi)設(shè)了一門(mén)關(guān)于無(wú)碳小車(chē)的選修課，和他們相比，我們的學(xué)院在這一個(gè)環(huán)節(jié)就相對(duì)薄弱。就我個(gè)人來(lái)看，我覺(jué)得我們學(xué)院提高對(duì)這方面的重視程度，開(kāi)設(shè)有關(guān)這無(wú)碳小車(chē)、3D動(dòng)力方面的選修課，并且在機(jī)械學(xué)院內(nèi)部搞一些比賽，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新激情和熱情，將有識(shí)之才發(fā)掘出來(lái)。我想如果學(xué)院能夠這樣進(jìn)行下去，我們機(jī)械學(xué)院將會(huì)人才輩出，機(jī)械學(xué)院的明天更加輝煌和燦爛！

七、外觀設(shè)計(jì)方面

雖然老師強(qiáng)調(diào)過(guò)美化車(chē)體的問(wèn)題，但是由于時(shí)間和加工方面的問(wèn)題，我們這次的小車(chē)在外觀美化方面的工作幾乎為零。在大賽中，當(dāng)我們看到別的學(xué)校將小車(chē)的外觀美化的如此漂亮和精致，我頓時(shí)意識(shí)到我們和他們的確還有很大的差距。我想如果能在保證小車(chē)跑的更遠(yuǎn)、更穩(wěn)的基礎(chǔ)上，我們應(yīng)該盡最大的努力去美化我們的小車(chē)，如果我們能將這方面也做好，我們的優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯！

比賽中我們的小車(chē)雖然跑的很不理想，但我們確實(shí)從這次的大賽中學(xué)到許多課本上學(xué)不到的東西，領(lǐng)悟了許多平時(shí)不理解的東西，相信大家都對(duì)這次比賽體會(huì)很深。最后，我真心希望我們學(xué)院能夠更加重視有關(guān)創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面的大賽，學(xué)院在管理、督查方面多下功夫，鼓勵(lì)我們的學(xué)生去思考、去想象、去創(chuàng)新、去設(shè)計(jì)、去制造、去參賽。與此同時(shí)也希望我們的學(xué)生能夠更加努力去學(xué)習(xí)課本上的理論知識(shí)，尤其是機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程力學(xué)方面的知識(shí)，這些知識(shí)在設(shè)計(jì)方面太重要了，另外，理論必須同實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，理論指導(dǎo)著實(shí)踐，實(shí)踐同時(shí)反映著理論，切不可將兩者脫離聯(lián)系。李老師給我們說(shuō)過(guò)純理論的東西根本不能用，希望我們系的學(xué)生在學(xué)好理論知識(shí)的同時(shí)能夠多去思考，多去實(shí)踐，在實(shí)踐中檢驗(yàn)真理、發(fā)展真理，真正的做到學(xué)有所長(zhǎng)、學(xué)有所用，而不是只會(huì)簡(jiǎn)單的應(yīng)付考試罷了！

最后，我相信我們學(xué)院在領(lǐng)導(dǎo)、老師和學(xué)生的共同努力下，一定會(huì)人才輩出，機(jī)械學(xué)院明天一定會(huì)更加輝煌和燦爛！

第四篇：無(wú)碳小車(chē)心得體會(huì)

無(wú)碳小車(chē)心得體會(huì)

經(jīng)過(guò)這次無(wú)碳小車(chē)的設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了很多很多，可謂是受益匪淺。因?yàn)榛A(chǔ)知識(shí)不牢固，所以在整個(gè)過(guò)程中我并沒(méi)有什么太大的貢獻(xiàn)。所以這次的無(wú)碳小車(chē)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是“抱大腿”。盡管如此，我還是積極地參與了進(jìn)去，努力地學(xué)習(xí)貢獻(xiàn)自己的力量。在這次的設(shè)計(jì)中，我也看到自身的不足，學(xué)到了許多的東西，使我獲得很多很多，整理了一下思緒，得到了以下幾點(diǎn)感想。

第一，要端正自己的心態(tài)，不論是做什么都要有斷增強(qiáng)自己的決心。明確自這次設(shè)計(jì)作業(yè)的目的，不管是為了學(xué)習(xí)也好，鞏固自己的知識(shí)也罷??總而言之“態(tài)度決定一切”。只有態(tài)度端正了，才能全身心地投入，才能得到最完美的答案。

第二，要有熱情。熱情是動(dòng)力的源泉，沒(méi)有動(dòng)力，汽車(chē)將不能開(kāi)動(dòng)，火箭將不能騰空，飛船將不能遨游。同樣，人也一樣，沒(méi)有熱情，就沒(méi)有前進(jìn)的動(dòng)力，不能在學(xué)習(xí)中騰空而起。如果對(duì)設(shè)計(jì)作業(yè)抱著敷衍的態(tài)度，不用心去做，是不會(huì)有什么結(jié)果的。記得在小車(chē)的調(diào)試過(guò)程中，每天面對(duì)著不會(huì)轉(zhuǎn)彎的小車(chē)，我們無(wú)可奈何，但我們還是得不厭其煩的調(diào)試，因?yàn)檫@是一項(xiàng)偉大的工程，于是乎，我們雙手與雙腳沒(méi)有空閑的時(shí)間，紙上記滿(mǎn)了無(wú)規(guī)律的數(shù)據(jù)，第三，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神，科學(xué)是容不得半點(diǎn)馬虎的，小車(chē)設(shè)計(jì)是一個(gè)用科學(xué)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，把科學(xué)運(yùn)用到實(shí)踐中去的過(guò)程。既然是指導(dǎo)實(shí)踐，就應(yīng)該做到事無(wú)巨細(xì)，考慮周全。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不應(yīng)放過(guò)每一個(gè)細(xì)節(jié)，記得我們就因?yàn)橐宄{(diào)節(jié)先后順序，要把責(zé)任落實(shí)到每個(gè)隊(duì)員的身上，每個(gè)人負(fù)責(zé)自己的工作，運(yùn)用控制變量法調(diào)節(jié)，同時(shí)要時(shí)刻記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后處理數(shù)據(jù)、寫(xiě)出報(bào)告。光有這些還是不夠的，還要認(rèn)真，要努力，要有敢于挑戰(zhàn)的信心。我們必須嚴(yán)肅認(rèn)真的思考我們需要做那些努力，認(rèn)認(rèn)真真的把我們必須作的事情作好。

第四，要有團(tuán)隊(duì)精神?！皥F(tuán)結(jié)就是力量”，四個(gè)人要善于合作，把心放在一條戰(zhàn)線(xiàn)上。小車(chē)制造的過(guò)程，是要經(jīng)過(guò)方案設(shè)計(jì)，三維設(shè)計(jì)，優(yōu)化及修改，Cad出圖，圖紙審核等過(guò)程來(lái)完成的，在此過(guò)程中有大量的工作要做，四個(gè)人要進(jìn)行合理的分工。在制作過(guò)程中，就應(yīng)該確定誰(shuí)該干什么工作，在遇到問(wèn)題的時(shí)候，四個(gè)人應(yīng)要把思想集中到一起的討論，明確問(wèn)題的所在，然后沿著這條路子探尋，有時(shí)候跟其他組隊(duì)員討論。吸取他們的意見(jiàn)再?gòu)闹刑釤挸龅慕鉀Q辦法。在遇到思想產(chǎn)生分歧，不統(tǒng)一時(shí)，四個(gè)人要不斷地交流，積極處理好矛盾，以及互相鼓勵(lì)。

第五，我們知識(shí)面要廣，知識(shí)層次要達(dá)標(biāo)。所謂“工欲善其事，必先利其器”，只有打好基礎(chǔ)，才能在這個(gè)基石上建造摩天大樓。機(jī)械方面要基本熟悉機(jī)械原理、機(jī)械零件、機(jī)制工藝學(xué)、材料力學(xué)、互換性測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)等課程，對(duì)這些知識(shí)越熟悉越好。同時(shí)會(huì)基本的物理常識(shí)，除此之外還要會(huì)一些軟件技術(shù)，例如：三維的有proe、solidworks。力學(xué)分析：有限元分析ANSYS，最重要的是要會(huì)CAD，所有的圖紙最終要畫(huà)成二維圖紙，這要求我們熟練運(yùn)用CAD軟件。

總之，兩周的設(shè)計(jì)過(guò)程是苦的，是累的，但充滿(mǎn)了溫馨，因?yàn)橛嘘?duì)員的合作、鼓勵(lì)和支持。通過(guò)這次這記作業(yè)使我多了一種充實(shí)自我經(jīng)歷，多了一份設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，多了一份坦然面對(duì)的自信。這也是對(duì)以往所學(xué)知識(shí)的匯總和回顧乃至于錘煉。

第五篇：無(wú)碳小車(chē)說(shuō)明書(shū)

無(wú)碳小車(chē)說(shuō)明書(shū)

（本小組選擇的競(jìng)賽項(xiàng)目是競(jìng)賽項(xiàng)目二）

一、小車(chē)整體說(shuō)明

小車(chē)整體結(jié)構(gòu)上面，我們根據(jù)小車(chē)功能要求和機(jī)器的構(gòu)成（原動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制部分），把小車(chē)分為驅(qū)動(dòng)部分、轉(zhuǎn)向部分兩個(gè)模塊進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。

在此基礎(chǔ)上，小車(chē)采用三輪機(jī)構(gòu)，后輪驅(qū)動(dòng)，前輪轉(zhuǎn)向，重物下落的過(guò)程中通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將重物的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車(chē)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，在后輪驅(qū)動(dòng)下，再通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的凸輪傳動(dòng)，將后輪的行走轉(zhuǎn)化為前輪的轉(zhuǎn)向，以便達(dá)到預(yù)期的要求。

考慮到競(jìng)賽項(xiàng)目二要求的樁距是（400±100）mm，小車(chē)車(chē)身在允許范圍內(nèi)應(yīng)盡可能小，并且行走的軌跡也要盡可能的短，這樣才能夠避免小車(chē)車(chē)身碰到障礙物或者小車(chē)駛出乒乓球桌。

二、驅(qū)動(dòng)部分

原理分析：根據(jù)小車(chē)功能要求，給定一重力勢(shì)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計(jì)一種可將該重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并可用來(lái)驅(qū)動(dòng)小車(chē)行走的裝置。該自行小車(chē)在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)（長(zhǎng)1525mm、寬1370mm）上，繞相距一定距離的兩個(gè)障礙沿8字形軌跡繞行，繞行時(shí)不可以撞倒障礙物，不可以掉下球臺(tái)。以小車(chē)?yán)@行的圈數(shù)、以及碰倒或避開(kāi)障礙的多少來(lái)綜合評(píng)定成績(jī)。在設(shè)計(jì)要求中，驅(qū)動(dòng)部分是將物塊重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車(chē)的動(dòng)能，并在有限的動(dòng)能下，使小車(chē)能夠移動(dòng)盡可能多的距離，讓成績(jī)達(dá)到盡可能好。

機(jī)構(gòu)分析：為達(dá)到既定要求，首先，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，我們通過(guò)一個(gè)繩輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將重物的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車(chē)后輪的驅(qū)動(dòng)動(dòng)能，具體就是將繩子繞過(guò)高40cm的定滑輪，一端連在重物上，另一端固定的繞在驅(qū)動(dòng)軸上，通過(guò)重物下落帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后輪的驅(qū)動(dòng)。然后，為了使小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離達(dá)到盡可能長(zhǎng)，我們使用了一個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)和傳遞，使得在繩長(zhǎng)確定即能量一定的情況下，小車(chē)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)越多，進(jìn)而盡可能的增加繞行的圈數(shù)，但在這個(gè)過(guò)正中，不能因?yàn)槟Σ亮Φ那闆r而發(fā)生自鎖現(xiàn)象，在這些情況下，我們抉擇出最佳的傳動(dòng)比和傳力繩。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下

三、傳動(dòng)轉(zhuǎn)向部分

要實(shí)現(xiàn)盡可能多的使小車(chē)重復(fù)完成繞八字運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵，此處我們來(lái)分析一下轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

基本原理：

1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能是把動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪上。要使小車(chē)?yán)@的圈數(shù)更多及按設(shè)計(jì)的軌道精確地行駛，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必需達(dá)到傳遞效率高、傳動(dòng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕等要求。在這些要求上我們想過(guò)以下幾種方法來(lái)解決：

1、不用其它額外的傳動(dòng)裝置，直接由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)輪子和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，此種方式效率最高、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。在不考慮其它條件時(shí)這是最優(yōu)的方式。

2、.帶輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸震等特點(diǎn)但其效率及傳動(dòng)精度并不高。不適合本小車(chē)設(shè)計(jì)。

3.齒輪具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定但價(jià)格較高。因此在第一種方式不能夠滿(mǎn)足要求的情況下優(yōu)先考慮使用齒輪傳動(dòng)。

2、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是本小車(chē)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，直接決定著小車(chē)的功能。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也同樣需要盡可能的減少摩擦耗能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件已獲得等基本條件，同時(shí)還需要有特殊的運(yùn)動(dòng)特性。能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滿(mǎn)足要求的來(lái)回?cái)[動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)拐彎避障的功能。

能實(shí)現(xiàn)該功能的機(jī)構(gòu)有：凸輪機(jī)構(gòu)搖桿、曲柄連桿搖桿、曲柄搖桿、差速轉(zhuǎn)彎等等。

凸輪：凸輪是具有一定曲線(xiàn)輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便；缺點(diǎn)：凸輪輪廓加工比較困難。在本小車(chē)設(shè)計(jì)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(dòng)摩擦）

曲柄連桿搖桿 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤(rùn)滑，故磨損減小，制造方便，已獲得較高精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的，它不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力封閉來(lái)保持接觸。缺點(diǎn)：一般情況下只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡，且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或較復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往比較多，這樣就使機(jī)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造、安裝誤差的敏感性增加；機(jī)構(gòu)中做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所長(zhǎng)生的慣性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故連桿機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場(chǎng)合。在本小車(chē)設(shè)計(jì)中由于小車(chē)轉(zhuǎn)向頻率和傳遞的力不大故機(jī)構(gòu)可以做的比較輕，可以忽略慣性力，機(jī)構(gòu)并不復(fù)雜，利用 MATLAB 進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)并不困難，加上個(gè)鏈接可以利用軸承大大減小摩擦損耗提高效率。對(duì)于安裝誤差的敏感性問(wèn)題我們可以增加微調(diào)機(jī)構(gòu)來(lái)解決。曲柄搖桿 結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但和凸輪一樣有一個(gè)滑動(dòng)的摩擦副，其效率低。其急回特性導(dǎo)致難以設(shè)計(jì)出較好的機(jī)構(gòu)。差速轉(zhuǎn)彎 差速拐是利用兩個(gè)偏心輪作為驅(qū)動(dòng)輪，由于兩輪子的角速度一樣而轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不一樣，從而使兩個(gè)輪子的速度不一樣，產(chǎn)生了差速。小車(chē)通過(guò)差速實(shí)現(xiàn)拐彎避障。差速轉(zhuǎn)彎，是理論上小車(chē)能走的最遠(yuǎn)的設(shè)計(jì)方案。和凸輪同樣，對(duì)輪子的加工精度要求很高，加工出來(lái)后也無(wú)法根據(jù)需要來(lái)調(diào)整輪子的尺寸。（由于加工和裝配的誤差是不可避免的）綜合上面分析我們選擇曲柄連桿搖桿作為小車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的方案。

機(jī)構(gòu)分析：首先，要實(shí)現(xiàn)繞八字運(yùn)動(dòng)，可以采用圓柱凸輪+搖桿。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臏喜?，圓柱凸輪做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)不斷的任意往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)分析走八字時(shí)轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以獲得搖桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以此規(guī)律為依據(jù)可以分析出圓柱凸輪溝槽的軌跡。其次，要使八字盡可能多，這就要求我們必須減少能量損失，提高能量利用率。考慮到齒輪具有效率高，工作可靠，傳動(dòng)比穩(wěn)定的特點(diǎn)，我們采用齒輪傳動(dòng)，通過(guò)一對(duì)嚙合的直齒輪機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)住的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給圓柱凸輪。另外為盡量減小摩擦帶來(lái)的能量損失，可通過(guò)使用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的方式來(lái)減小摩擦。小車(chē)傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下

四、理論分析

（1）小車(chē)軌跡形狀及長(zhǎng)度

我們是根據(jù)伯努利雙扭線(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)小車(chē)的8字軌跡，它的直角方程是（x2+y2）2=a2（x2-y2），軌跡的周長(zhǎng)C=5.244a，雙紐線(xiàn)

考慮到小車(chē)運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況，上圖中m,n兩點(diǎn)代表兩木樁，在autoCAD中畫(huà)出mn=300mm,400mm,500mm的圖像，求出周長(zhǎng)。然后用EXCEL的函數(shù)功能求出不同樁距的相關(guān)數(shù)據(jù)

autoCAD繪制的雙紐線(xiàn)

Excel表格。

（2）圓柱凸輪溝槽的確定

1/21/2通過(guò)伯努利雙扭線(xiàn)，解出y=?（-x2+（8a2x2+a4）/2-a2/2），yy，=-x+4ax/(8x2+a2)1/2，求出y，這樣可以求出輪子的轉(zhuǎn)角為α，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)桿的長(zhǎng)度和前輪與轉(zhuǎn)動(dòng)副的距離一定，分別可設(shè)b，a，c，利用三角函數(shù)求得桿的轉(zhuǎn)角為β=arcsin（csinα/b）(β取鈍角)，這樣溝槽的函數(shù)h=a*sin（α+β），利用h的變化設(shè)計(jì)溝槽，使輪子按照預(yù)定的軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）小車(chē)后輪直徑齒輪傳動(dòng)比

設(shè)小車(chē)運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度為S，驅(qū)動(dòng)軸齒輪對(duì)與凸輪同軸齒輪的傳動(dòng)比為i，后輪直徑為D。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，小車(chē)完成一次八字，圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)一周，后輪旋轉(zhuǎn)i 周，即

i×πD=S

D=S/πi