以重力势驱动的具有方向控制的小车设计报告.docVIP

PAGE 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 目 录 TOC \o 1-3 \h \z \u HYPERLINK \l _Toc270510568 HYPERLINK \l _Toc270510569 一、功能及设计要求 1 HYPERLINK \l _Toc270510570 二、无碳小车设计方案 PAGEREF _Toc270510570 \h 2 HYPERLINK \l _Toc270510572 2.1整车设计 3 HYPERLINK \l _Toc270510573 2.2转向轮设计 4 HYPERLINK \l _Toc270510574 2.3驱动轮设计 5 HYPERLINK \l _Toc270510575 2.4转向和驱动轮的链接 5 HYPERLINK \l _Toc270510579 2.5主要尺寸设计 6 HYPERLINK \l _Toc270510580 2.6能量计算 7 HYPERLINK \l _Toc270510581 2.7材料选择 8 2.8工艺分析 8 2.9成本分析 8 三、实际测试结果分析及改进方案 3.1 比赛轨迹分析 9 3.2 理论分析 10 3.3 比赛实际状况 11 3.4 改进方案 12 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 Abstract This text introduces a no-carbon car we desired according to the requirements of the national engineering competition. It contains the idea we used to drive and turn the direction of the car, the desire of size, the simulation of its route and energy, the choice of material and manufacture process. The car we manufactured have successfully achieve the requirements of the competition and it has won the third price in the national competition. It is a car controlled without power; it is drived by gravitational potential energy and can turn its wheel automatically. It is a good example to broaden our prospective in mechanical desire and it also show the principle of low carbon and environmental friendly. Key words: no carbon,desire,turn automatically,gravitational potential energy 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（￠50×65 mm，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