在國(guó)家大力倡導(dǎo)高效、節(jié)能、環(huán)保的背景下,全國(guó)各地紛紛響應(yīng)。將工程綜合能力競(jìng)賽結(jié)合到高效人才培養(yǎng)方案中,以培養(yǎng)大學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)能力�，F(xiàn)就以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的無碳小車為例,開展機(jī)械設(shè)計(jì)、加工、制造等相關(guān)創(chuàng)新研究工作。以行走路徑為"S"形的小車為例,介紹關(guān)于該小車轉(zhuǎn)向及行進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路及方案,利用ug、cad等軟件建立模型并且對(duì)此進(jìn)行系統(tǒng)分析,通過仿真及對(duì)其進(jìn)行實(shí)踐來優(yōu)化設(shè)計(jì),驗(yàn)證可行性。面對(duì)設(shè)計(jì)出現(xiàn)的難點(diǎn)問題,做出有針對(duì)性的分析與探究。 

【文章來源】：科技與創(chuàng)新. 2020,(09)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

小車結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）——————————————————————————

嘰紜?50mm×65mm，質(zhì)量為1kg的碳鋼物塊獲得。無碳小車結(jié)構(gòu)如圖1所示，轉(zhuǎn)化勢(shì)能可下降高度為（400±2）mm，且重物由小車承載并與之共同運(yùn)動(dòng)，不允許從小車掉落，且轉(zhuǎn)向輪最大外徑應(yīng)不小于Φ30mm。競(jìng)賽時(shí)，小車在前行時(shí)能夠自動(dòng)繞過寬度為2m的賽道上的障礙物，障礙物圓棒直徑20mm、高200mm。其沿賽道中線從距出發(fā)線1m處開始按間距1m擺放，擺放完成后，將偶數(shù)位置的障礙物按抽簽得到的礙物間距變化值和變化方向移動(dòng)200～300mm（正值遠(yuǎn)離，負(fù)值移近），競(jìng)賽時(shí)的賽道如圖2所示，以小車前行的距離和成功繞障數(shù)量來評(píng)定成績(jī)。圖1小車結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）圖2競(jìng)賽時(shí)的賽道（單位：mm）1“S”形無碳小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析經(jīng)分析探討，小車結(jié)構(gòu)分為行進(jìn)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、承載機(jī)構(gòu)及微調(diào)機(jī)構(gòu)。對(duì)承載機(jī)構(gòu)分析，分析重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的表現(xiàn)形式，設(shè)計(jì)滑輪有3種方式，具體分析并簡(jiǎn)化，采用大輪帶小輪的方案，即采用雙滑輪結(jié)構(gòu)，如圖3所示，根據(jù)能量守恒定義可得出結(jié)論，由于大小滑輪直徑比為2∶1，右側(cè)線繩釋放長(zhǎng)度比左側(cè)釋放長(zhǎng)度增加了1倍，力減小了1倍，由此細(xì)化了重力勢(shì)能單位下降距離所釋放的力。保證小車正常啟動(dòng)與減小行走時(shí)力的改變，啟動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩應(yīng)該要比行走過程中的力矩要大一些[1]，所以，在繞線軸上加工了階梯軸，階梯繞線軸結(jié)構(gòu)如圖4所示，啟動(dòng)時(shí)用階梯軸軸徑最大部位，以保證小車啟動(dòng)時(shí)所需要的動(dòng)力；啟動(dòng)后用繞線軸的小直徑部位，以節(jié)省能量，滿足在啟動(dòng)到行走時(shí)不同階段不同動(dòng)力的需求�！刍痦�(xiàng)目］北部灣大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（編號(hào)：201911607008，2019116

開始按間距1m擺放，擺放完成后，將偶數(shù)位置的障礙物按抽簽得到的礙物間距變化值和變化方向移動(dòng)200～300mm（正值遠(yuǎn)離，負(fù)值移近），競(jìng)賽時(shí)的賽道如圖2所示，以小車前行的距離和成功繞障數(shù)量來評(píng)定成績(jī)。圖1小車結(jié)構(gòu)示意圖（單位：mm）圖2競(jìng)賽時(shí)的賽道（單位：mm）1“S”形無碳小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析經(jīng)分析探討，小車結(jié)構(gòu)分為行進(jìn)機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)、承載機(jī)構(gòu)及微調(diào)機(jī)構(gòu)。對(duì)承載機(jī)構(gòu)分析，分析重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為動(dòng)能的表現(xiàn)形式，設(shè)計(jì)滑輪有3種方式，具體分析并簡(jiǎn)化，采用大輪帶小輪的方案，即采用雙滑輪結(jié)構(gòu)，如圖3所示，根據(jù)能量守恒定義可得出結(jié)論，由于大小滑輪直徑比為2∶1，右側(cè)線繩釋放長(zhǎng)度比左側(cè)釋放長(zhǎng)度增加了1倍，力減小了1倍，由此細(xì)化了重力勢(shì)能單位下降距離所釋放的力。保證小車正常啟動(dòng)與減小行走時(shí)力的改變，啟動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)力矩應(yīng)該要比行走過程中的力矩要大一些[1]，所以，在繞線軸上加工了階梯軸，階梯繞線軸結(jié)構(gòu)如圖4所示，啟動(dòng)時(shí)用階梯軸軸徑最大部位，以保證小車啟動(dòng)時(shí)所需要的動(dòng)力；啟動(dòng)后用繞線軸的小直徑部位，以節(jié)省能量，滿足在啟動(dòng)到行走時(shí)不同階段不同動(dòng)力的需求�！刍痦�(xiàng)目］北部灣大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目（編號(hào)：201911607008，201911607065，201911607147）；欽州市“互聯(lián)網(wǎng)+先進(jìn)制造”工程技術(shù)研究中心主任課題（編號(hào)：2017QGZ05）；2018年教育部第二批產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目“智能制造背景下機(jī)電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐”（編號(hào)：201802345001）；教育廳高�？蒲许�(xiàng)目“基于數(shù)字檔案館平臺(tái)的高校國(guó)有資產(chǎn)檔案利用優(yōu)化研究”（編號(hào)：2019KY0474）；2017

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于連桿機(jī)構(gòu)的S型無碳小車微調(diào)方案[J]. 康渝佳,周浩,付昌勝,李霞.  科技風(fēng). 2017(24)
[2]S型無碳小車結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 張井洋,王恒廠,陳春陽.  機(jī)電信息. 2015(36)
[3]S型無碳小車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 李立成,徐漫琳,柯昌輔.  機(jī)械研究與應(yīng)用. 2015(03)
[4]無碳小車S型轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的設(shè)計(jì)方案與改進(jìn)思路研究[J]. 陳銳.  南方農(nóng)機(jī). 2015(05)
[5]無碳小車設(shè)計(jì)及誤差補(bǔ)償?shù)奶接慬J]. 趙鵬飛,孫庭偉,賈雨超,常昊天.  科技視界. 2014(14)



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