以重力势能驱动的具有方向控制的小车设计报告

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1、上海交通大学PRP学生研究论文项目名称：以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车设计项目题目：无碳小车设计方案及分析学生姓名：学号：所在院系：机械与动力工程学院指导老师：承担单位：工程训练中心11目录一、功能及设计要求1二、无碳小车设计方案22.1整车设计32.2转向轮设计42.3驱动轮设计52.4转向和驱动轮的链接52.5主要尺寸设计62.6能量计算72.7材料选择82.8工艺分析....................................................82.9成本分析......

2、.............................................8三、实际测试结果分析及改进方案3.1比赛轨迹分析...............................................93.2理论分析..................................................103.3比赛实际状况..............................................113.4改进方案...................

3、...............................1211摘要本文详细介绍了我们根据全国大学生工程能力竞赛的要求设计的一辆无碳小车，包括驱动机构、转向机构的原理，小车的尺寸设计，行进路线计算，能量计算，材料选择和工艺分析等，根据此设计报告制造出的无碳小车成功的实现了竞赛的设计要求，并代表交大参加了全国工程能力竞赛，取得了好成绩。这是一辆纯机械系统控制，以重力势能驱动的能够自行按周期转向的小车，对于开阔机械设计者的思路有很好的效果，也体现了低碳环保的主题。关键词：无碳设计自行转向重力势能AbstractT

4、histextintroducesano-carboncarwedesiredaccordingtotherequirementsofthenationalengineeringcompetition.Itcontainstheideaweusedtodriveandturnthedirectionofthecar,thedesireofsize,thesimulationofitsrouteandenergy,thechoiceofmaterialandmanufactureprocess.Thecarweman

5、ufacturedhavesuccessfullyachievetherequirementsofthecompetitionandithaswonthethirdpriceinthenationalcompetition.Itisacarcontrolledwithoutpower;itisdrivedbygravitationalpotentialenergyandcanturnitswheelautomatically.Itisagoodexampletobroadenourprospectiveinmech

6、anicaldesireanditalsoshowtheprincipleoflowcarbonandenvironmentalfriendly.Keywords:nocarbon,desire,turnautomatically,gravitationalpotentialenergy一、功能设计要求给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔1米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒）。以小车

7、前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。给定重力势能为5焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差500±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。小车要求采用三轮结构（1个转向轮，2个驱动轮），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为￠60×20mm的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其

8、质量应不小于750克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。②转向轮最大外径应不小于￠30mm。11图1：无碳小车示意图图2：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图二、无碳小车设计方案以下是具体的设计方案介绍：2.1、整车设计如图4所示为我们设计小车的总图。11图4车身尺寸330*220*7002.2、转向轮设计图511转向轮由摆动结构构成,设计为1号摆杆来回摆