参加工程训练中心无碳小车竞赛感想5篇

第一篇：参加工程训练中心无碳小车竞赛感想

参加工程训练中心无碳小车竞赛的感想

不得不得不说，在忙碌了近半年之后，换回了这样的比赛结果，多少还是有点遗憾的，但没办法，这人啊，有时候还是多多少少得靠点运气。没有进国赛，觉得挺对不起那些加工的师傅的，还有孔为民、苗鸿斌、赵培林、李美成、张前。。还有我们的指导老师梅瑛，都给了我很大的支持。这次经历，我将铭记一辈子！

————程帅

参加完第三届全国大学生工程训练中心无碳小车竞赛，感慨颇多，收获很大。说实话，为了这次比赛，我付出了好多，也经历了好多。曾经逃课赶图纸、通宵画图；曾经因为图纸上尺寸标错或表达错误被师傅骂；寒假呆这里加工装配小车；曾经因为小车的机构或起始位置而阅遍论文资料、连续几天失眠；曾经因为小车取得阶段性的突破而手舞足蹈„„结果现在，AUTO CAD由一窍不通变得轻车熟路，各种机械结构的使用、设计指标等也信手拈来，各种零件的表达、加工流程从毫无希望也是毫无压力，熟悉了Pro/E的使用，对matlab、anasys等软件业有所了解，对自己的专业也更加热爱，学起来更是轻松。

在这里有些东西写出来，一是给自己这近半年的努力来个总结；而是希望各位学弟学妹能够从我这里得到收获，少走弯路。同时，也希望各位机械类或近机类专业的学弟学妹们能够积极参与这次比赛，辛勤付出，愉悦收获。

要想在这次比赛中取得好的成绩，我觉得重要的首先有以下几点：

一、团队

一是要有好的队友。好多人在组队报名的时候就是随随便便找个熟悉的人就报了，到后来才知道队友的重要性时，为时已晚。所以在报名时，一定要擦亮眼睛，最好找真心想做、能够坚持到底、相互之间有互补的队友。

一是要有团队精神。三个人一组，肯定会有的人干得多有的人干得少，干得多的不要心里不平衡，干得少的尽量弥补，哪怕仅仅是给队员精神上的支持，如请队友喝瓶饮料、陪着队友画图等，也是十分有必要的。

二、坚持到底

我们这一届比赛中，最开始报名的有180组，540人，可惜大部分人都只是报个名混个学分而已。第一轮上交设计报告的人，只有一半的人，最终参加答辩的值剩下50组。然后在画零件图和装配图的过程中，又有一半的人由于各种原因没能坚持到底。最后做车的只剩下25组。在做车的过程中，肯定需要投入大量的人力、财力，这样，又死了一半的人。最后是要是车能够做出来并且大概能够跑出轨迹的，都有了参加省赛的资格，而参加省赛的11组中，至少都是个省级三等奖。所以，好多人不是被人淘汰的，而是自己把自己淘汰的，真正坚持到底的，真正想做车的，都得到了应有的回报。

三、机构尽可能的简单有效

据我观察，参加比赛的所有人当中，一般都有两个误区。一是认为实现相应的轨迹太难了，自己撒都不懂，干脆就不想尝试。二是认为自己那机构就不能设计的那么简单，不然就体现不出自己的水平，会惹人笑话。于是，尽一切可能将相应的机构设计的复杂之极，一个固定重锤的支架都搞得跟变形金刚似的，结果到后来才发现，机构越复杂，加工、装配难度越大，累计误差越大、图纸什么的出问题的概率越大等一系列的问题。所以呢，大家的核心机构应该是在保证实现相应方案、保证精度和可加工度、耗能少的情况下，越简单越好。最好能买到现成的，那就简直无敌了。比如“S”形轨迹的小车，基本上走的好的，都是清一色的曲柄摇杆机构+关节轴承，关节轴承是在网上买的现成的标准件。

四、能购买标准件的，尽量购买标准件。

还有的人也存在这样一个误区：所有的零件、机构都要使用自己加工的，不然就是投机取巧。其实，对市场上标准件或非标准件的把握、理解、采购及使用，能够尽可能的降低产品的成本，提高产品的精度，这是机械设计工程师的基本能力之一。例如滑轮，购买现成的既便宜，使用起来还顺畅。例如重锤支撑杆，碳纤维棒>不锈钢管>铝棒这是毋庸置疑的。

五、大胆使用新东西

关节轴承、单向轴承、工业激光+瞄准镜定位、千分角度尺、游标卡尺改装、螺旋测微头等等一系列你可能从来都没有听说过的东西的使用，构成了夺得第一名的要素。所以，作为一名机械专业的学生，要懂得大胆创新。觉得能用或者有帮助的，都要大胆尝试改装，你会有意想不到的收获。

六、相信量具的测量>相信自己的感觉和眼睛

只要是对精度或调节有要求的地方，最好都把它量化，千万别凭感觉或者眼神，这是机械类专业的大忌！获得第一名的小车，激光+瞄准镜决定初始位置，游标卡尺作粗调，螺旋测微器作微调（都改装后和车上的机构连在一起），没有一个地方凭眼神。不要把自己的成绩交给运气。

七、要有严谨的思维和精度的概念

哪怕机构之间只有1毫米的间隙，你也会死得很惨很惨，学机械的，永远也不要“将就”。

八、学会在百度上查找相关论文、资料

程帅2013年4月7日

第二篇：工程训练大赛无碳小车重要内容

 传动机构：齿轮传动平稳可靠、且结构简单、效率高，齿轮模数m=0.5，传动比i=3.2。

基于以上分析我们决定通过钢丝绳绕定滑轮连接锥形轴,从而给锥形轴以扭力作为原动力,示意图如图3

通过改变绳子绕在绳轮上不同位置来改变其输出的动力

图3 为解决启动问题我们采用了两种方法来增大扭矩：

因为我们只需增大启动力矩，绳轮与主动轴固结，根据M=F*R我们决定采用增大线轮的方法,如图5

图5 在线轮一端增大直径以保证提供有充分大的启动力矩，启动后，线轮半径减小以防止小车速度过快而导致的各种不稳定因素。为避免钢丝绳由大半径绕到小半径产生的突变，我们在线轮大半径端可有凹槽和导斜角以方便绕线和实现平滑过渡。

图6 左边齿轮啮合将动力传给转向机构，右侧齿轮啮合将动力传给车轮提供小车行走动力

2.6微调机构

微调机构是为了能适应不同障碍物摆放距离而设置的。它要求能方便、有效、快速的进行调节，且需保证调节后转向机构的连接稳固。综上分析，我们决定利用螺母在曲柄和连杆上调节，分别起到调节小车运行周期和振幅的作用。因为传动比恒定，故一个周期内小车行驶的路程相同。若伸长曲柄则相同时间内小车的位移缩短即小车的周期变短，小车的振幅变大。若改变连杆长度则会使小车向左或向右偏。从而实现小车水平和竖直方向的调节 曲柄设计如图6所示

图6

我们利用双螺杆调节，此方式调节需要拧动两个螺母进行放松或压紧，调节过程较为繁琐，但在考虑连接的稳固性上，双螺杆在螺母压死后会产生自锁现象，使连接牢固，且曲柄不要经常调节，故此方式可行。连杆设计如图7所示：

图7 由于连杆在调试过程中需要经常调节，故这也是最容易松动的地方，且连杆调节又要求方便快捷，因此我们将连杆用双螺母连接，利用双螺母的自锁，保证连接的稳固。

后轮轴c与曲柄轴之间采用两组齿轮传动，选Z2=25，Z1=125，Z3=100，Z4=64；故 绳轮所在的轴与后轮轴的传动比i1=5，绳轮所在的轴与曲柄轴的传动比i2=25/16=1.56，100/64 后轮轴与曲柄轴的传动比i3=w2/w4=(z1*z4)/(z2*z3)=(125*64)/(125*100)=3.2 4.2.尺寸计算

下车运动轨迹如图10

小车轨迹图10

预定轨迹：Y=Asin（πx）取振幅A=0.42m 小车走过的路程S=带入周期x=2m 得S=2.71433m； 又有S=nπD； n为传动比，即n=3.2 得大轮直径D=S/nπ

=2.71433/(3.2*3.1415926)200.42*sin（πx）ds；

=0.26812m 取D=270mm 由于后轮轴与曲柄之间的传动比为i3=3.2，即小车运行一周期，曲柄曲柄转一转，后轮转3.2转。拟定小车绕桩周期为2m时其轨迹最大幅值为A=0.42m时计算得后轮直径。

小车前轮在A点时相对车身处于最大摆角位子，在1点时处于最小摆角位置。在ug中建模，测量二者夹角a=52.85︒

拟定小车的摇杆L1长为30mm 则曲柄长为L2=30*sin52︒

拟定机架长L3=140mm 由条件：当曲柄处于极限位置时，摇杆、连杆、曲柄位于同一平面得 连杆长L4=155.58mm

调试

（1）小车的速度的调试：通过小车在指定的赛道上行走，测量通过指定点的时间，得到多组数据，从而得出小车行驶的速度，通过试验，发现小车后半程速度较快，整体协调性能不是太好，于是车小了绕绳驱动轴，减小过大的驱动力同时也增大了小车前进的距离。

（2）小车避障的调试：虽然本组小车各个机构相对来说较简单，损耗能量较少，但是避障不是很好，但与此同时，小车由于设计时采用了多组微调机构，通过观察小车在指定赛道上行走时避障的特点，微调螺母，慢慢小车避障性能改善，并做好标记。

优点：（1）小车机构简单，二级齿轮传动，损耗能量少，（2）多处采用微调机构，便于纠正轨迹，避开障碍物，（3）采用大的驱动轮，滚阻系数小，行走距离远，（4）采用锥形线轮，小车稳定性提高，不致使车速过快，由于场地材质不同导致小车收到的最大静摩擦力不懂，故应在保障小车稳定运行的情况下尽量增大启动力矩让小车能动起来。

第三篇：无碳小车感想

无碳小车感想

我叫xxx，是机电工程学院一工机0807班学生，在第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛，获得x等奖

回想起造小车的过程，仍然历历在目。拼搏、忙碌、汗水与精力挥洒的日子，真是让人难忘。从竞赛开始报名，到寒假制图，再到开学后的小车制造，中间经历了许许多多：有三人合作的无懈可击，有做小车零件损坏郁闷，有面对着小车不会转弯的茫然，有小车成功绕转的喜悦，还有……。战斗过的亲身经历，使我获得很多很多，整理了一下思绪，得到了以下几点感想。

第一，要端正自己的心态，在训练中有不断增强自己的决心。明确自己参加竞赛的目的，不管是为了学习也好，为了学校或个人的荣誉也好……总而言之“态度决定一切”。只有态度端正了，才能全身心地投入竞赛，才能在竞争中处于不败之地。

第二，要有热情。热情是动力的源泉，没有动力，汽车将不能开动，火箭将不能腾空，飞船将不能遨游。同样，人也一样，没有热情，就没有前进的动力，不能在竞争中腾空而起。如果对参加比赛抱着试一试的态度，不下定决心，是不会有什么结果的。记得在小车的调试过程中，每天面对着不会转弯的小车，我们无可奈何，但我们还是得不厌其烦的调试，因为这是一项伟大的工程，于是乎，我们双手与双脚没有空闲的时间，纸上记满了无规律的数据，只要小车在跑我们就会觉得我们就快成功了。到后面距离比赛时间越来越近，我们就边吃饭边“练车”，天天脑袋里装小车，终于灵感来了“柳暗花明又一村”一切问题迎刃而解了，我们感动万分。甚至那天晚上都没睡着，我们小车终于被驯服了。我很佩服我们有的兄弟战队三天三夜不睡觉啊，是热情使我们不惧任何困难。是热情让我们不知疲倦，是热情让我们比赛充满激情。

第三，要有严谨的科学精神，科学是容不得半点马虎的，小车设计是一个用科学来指导实践，把科学运用到实践中去的过程。既然是指导实践，就应该做到事无巨细，考虑周全。在设计的过程中，不应放过每一个细节，记得我们就因为选材不当才造成车毁人伤（伤心）。其次假设要合理，取舍要得当。调试是一个繁杂的过程，要清楚调节先后顺序，要把责任落实到每个队员的身上，每个人负责自己的工作，运用控制变量法调节，同时要时刻记录实验数据，最后处理数据、写出报告。光有这些还是不够的，还要认真，要努力，要有敢于挑战的信心。我们必须严肃认真的思考我们需要做那些努力，认认真真的把我们必须作的事情作好。

第四，要有团队精神。“团结就是力量”，三个人要善于合作，把心放在一条战线上。小车制造的过程，是要经过方案设计，三维设计，优化及修改，Cad出图，图纸审核等过程来完成的，在此过程中有大量的工作要做，三个人要进行合理的分工。在制作过程中，就应该确定谁该干什么工作，在遇到问题的时候，三个人应要把思想集中到一起，仔细的讨论，明确问题的所在，然后沿着这条路子探寻，有时候跟指导老师、其他组队员讨论。吸取他们的意见再从中提炼出的解决办法。在遇到思想产生分歧，不统一时，三个人要不断地交流，积极处理好矛盾，以及互相鼓励。

第五，我们知识面要广，知识层次要达标。所谓“工欲善其事，必先利其器”，只有打好基础，才能在这个基石上建造摩天大楼。机械方面要基本熟悉机械原理、机械零件、机制工艺学、材料力学、互换性测量技术基础等课程，对这些知识越熟悉越好。同时会基本的物理常识，除此之外还要会一些软件技术，例如：三维的有proe、solidworks。力学分析：有限元分析ANSYS，最重要的是要会CAD，所有的图纸最终要画成二维图纸，这要求我们熟练运用CAD软件。

第六，比赛要沉着，满怀信心。赛场上赛出水平赛出风格，赛场20分钟肯定是紧张的，但是要紧张而不慌张，每一次发车一定要心里有数，不能乱来阵脚。赛完后回想一下，我们人生就是无数比赛的集合，每次比赛像小车一样发车前调整好转向，要满怀信心出发。

总之，一个月的制作调试过程是苦的，是累的，但充满了温馨，因为有队员的合作、鼓励和支持；老师们的关心、爱戴和指导。通过这次竞赛使我多了一种充实自我的经历，多了一份设计的经验，多了一份坦然面对的自信。通过小车竞赛更使我们难忘的，使我们学会了坚持不懈，敢于挑战自我。参加此次小车竞赛使我们学到了许多知识，认识了许多朋友，终身难忘。这段日子的收获不是简单的几句话就能列举出的，所得到的感触实在颇多，无碳小车竞赛是一项很有意义的活动，这段日子的回忆会伴我一生，这段日子的收获会助我一世！希望我下几届的同学们都能够积极参加这项活动！

在此，我要深深地感谢学校给我这次挑战自己的机会，要深深的感谢指导我们的张老师、卫老师、王老师、张师傅、陈师傅和其他老师、师傅们。

第四篇：无碳小车越障竞赛比赛说明[范文模版]

无碳小车越障竞赛比赛说明

1.竞赛主题

本届竞赛主题为“无碳小车越障竞赛”。

要求经过一定的前期准备后，在比赛现场完成一台符合本命题要求的可运行的机械装置，并进行现场竞争性运行考核。每个参赛作品需要提交相关的设计、工艺及创业企划书3个文件及长度为3分钟的关于参赛作品设计及制作过程的汇报视频。

2.竞赛命题

本届竞赛命题为“以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”。设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换而得到的。该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1kg的标准砝码（￠50×65 mm，碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。标准砝码始终由小车承载，不允许从小车上掉落。图1.1为小车示意图。

图1.1 无碳小车示意图

要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。

要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。

要求小车为三轮结构。其中一轮为转向轮，另外二轮为行进轮，允许二行进轮中的一个轮为从动轮。具体设计、材料选用及加工制作均由参赛学生自主完成。

3.竞赛安排

每个参赛队由3名在校本科大学生组成。3.1 本校制作

参赛队按本竞赛命题的要求，在各自所在的学校内，自主设计，独立制作出一台参赛小车。

3.2 集中参赛

1)携带在本校制作完成的小车作品参赛。

2)报到时提交参赛作品的结构设计方案、加工工艺方案及创业企划书共3个文件（分别提交纸质版文件一式2份、电子版文件1份），文件按本竞赛秘书处发布的统一格式编写。

3)提交1份3分钟的视频，(格式要求： MPEG文件，DVD-PAL 4:3，24位，720 x576，25 fps，音频数据速率 448 kbps杜比数码音频 48KHz)，视频的内容是关于本队参赛作品赛前设计及制作过程的汇报及说明。

4)提交PPT文件 1份，内容是阐述小车的设计、制作方案说明及体会。3.3 方案文件要求

1）结构设计方案文件

完整性要求：小车装配图1幅、要求标注所有小车零件（A3纸1页）；

装配爆炸图1幅（所用三维软件自行选用，A3纸1页）； 传动机构展开图1幅（A3纸1页）； 设计说明书1-2页（A4）。

正确性要求：传动原理与机构设计计算正确，选材和工艺合理。创新性要求：有独立见解及创新点。

规范性要求：图纸表达完整，标注规范；文字描述准确、清晰。2）工艺设计方案文件

按照中批量（5000台/年）的生产纲领，自选作品小车上一个较复杂的零件，完成并提交工艺设计方案报告（A4，2－3页）。要求采用统一的方案文件格式。3）创业企划书

按照中批量（5000台/年）对作品小车产品做创业企划书（A4，3－4页），内容包括工艺成本核算、生产成本分析以及综合成本分析，还包括市场预测分析、人力资源和工程管理可行性综合分析等。要求创业企划设计目标明确，文件完整，测算合理，表达清楚。采用统一的方案文件格式。4.竞赛项目

4.1 复赛“8”字型赛道避障行驶竞赛

竞赛场地在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，有3个障碍成“L”形放置，“L”形的长边在球台的中线上，（放置球台时“L”形的长边平行主看台方向，短边垂直且远离主看台），经现场公开抽签，在400～500mm范围内产生“L”形的长边值，在300±50mm范围内产生“L”形的短边值。

小车需绕中线上的两个障碍物按“8”字型轨迹运行，障碍物为直径20mm、长200mm的3个圆棒，圆棒中心分别放置在“L”形的3个端点上，以小车完成8字绕行圈数的多少来评定成绩，见图1.3。

图1.2 “8”字型赛道竞赛所用乒乓球台及障碍设置图

参赛时，要求小车以“8”字形轨迹交替绕过中线上2个障碍，保证每个障碍在“8”字形的一个封闭环内，同时不碰倒第3个障碍。每完成1个“8”字且成功绕过2个障碍，得12分。各队使用组委会统一提供的标准砝码参赛。出发点自定，每队小车运行2次，取2次成绩中最好成绩。

一个成功的“8”字绕障轨迹为：两个封闭图形轨迹和轨迹的两次变向交替出现，变向指的是：轨迹的曲率中心从轨迹的一侧变化到另一侧。

比赛中，小车需连续运行，直至停止。小车没有绕过障碍、碰倒障碍、将障碍物推出定位圆区域、砝码脱离小车、小车停止或小车掉下球台均视为本次比赛结束。

4.2 决赛小车避障行驶竞赛

依据复赛小车避障行驶竞赛中所得成绩进行排名,并抽取若干支排名靠前的队伍组成甲组，其他队伍组成乙组，分别再次进行决赛小车避障行驶竞赛，规则同4.1，4.2。

4.3 参赛徽标的设计及3D打印制作

甲组队伍中，由1名参赛队员参与竞赛；经抽签，按照大赛统一规定要求，在计算机上设计3D打印图样，绘制出图样的零件图，零件图上需标示出配合尺寸公差，并用3D打印制作出来。本项内容应在规定时间内完成，违规减分，逾时不能进入后续比赛。本项内容在规定时间内完成得满分，违规或延时完成者减分，不能完成者不得分。

4.4 方案评审

由方案评审组对每个参赛队提交的方案文件进行评阅，此环节满分50分，其中结构设计方案15分、加工工艺方案15分、创业企划书20分。

5.奖项分配

按不同参赛项目计算各队总成绩，按各项成绩之和由高到低，设一、二、三等奖，一等奖30%，二等奖30%，其余为三等奖、优秀奖和无奖。

北京工业大学工程训练中心

2018年5月16日

第五篇：无碳小车说明书

无碳小车说明书

（本小组选择的竞赛项目是竞赛项目二）

一、小车整体说明

小车整体结构上面，我们根据小车功能要求和机器的构成（原动机构、传动机构、执行机构、控制部分），把小车分为驱动部分、转向部分两个模块进行分析和设计。

在此基础上，小车采用三轮机构，后轮驱动，前轮转向，重物下落的过程中通过齿轮传动机构，将重物的重力势能转化为小车运动的动能，在后轮驱动下，再通过转向机构中的凸轮传动，将后轮的行走转化为前轮的转向，以便达到预期的要求。

考虑到竞赛项目二要求的桩距是（400±100）mm，小车车身在允许范围内应尽可能小，并且行走的轨迹也要尽可能的短，这样才能够避免小车车身碰到障碍物或者小车驶出乒乓球桌。

二、驱动部分

原理分析：根据小车功能要求，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。该自行小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕相距一定距离的两个障碍沿8字形轨迹绕行，绕行时不可以撞倒障碍物，不可以掉下球台。以小车绕行的圈数、以及碰倒或避开障碍的多少来综合评定成绩。在设计要求中，驱动部分是将物块重力势能转化为小车的动能，并在有限的动能下，使小车能够移动尽可能多的距离，让成绩达到尽可能好。

机构分析：为达到既定要求，首先，在驱动机构上，我们通过一个绳轮驱动机构将重物的重力势能转化为小车后轮的驱动动能，具体就是将绳子绕过高40cm的定滑轮，一端连在重物上，另一端固定的绕在驱动轴上，通过重物下落带动驱动轴转动，进而实现后轮的驱动。然后，为了使小车运动的距离达到尽可能长，我们使用了一个齿轮传动机构，通过齿轮的运转和传递，使得在绳长确定即能量一定的情况下，小车后轮转动的圈数越多，进而尽可能的增加绕行的圈数，但在这个过正中，不能因为摩擦力的情况而发生自锁现象，在这些情况下，我们抉择出最佳的传动比和传力绳。驱动结构简图如下

三、传动转向部分

要实现尽可能多的使小车重复完成绕八字运动，传动及转向结构是关键，此处我们来分析一下转向机构。

基本原理：

1、传动机构：传动机构的功能是把动力和运动传递到转向机构和驱动轮上。要使小车绕的圈数更多及按设计的轨道精确地行驶，传动机构必需达到传递效率高、传动稳定、结构简单重量轻等要求。在这些要求上我们想过以下几种方法来解决：

1、不用其它额外的传动装置，直接由动力轴驱动轮子和转向机构，此种方式效率最高、结构最简单。在不考虑其它条件时这是最优的方式。

2、.带轮具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸震等特点但其效率及传动精度并不高。不适合本小车设计。

3.齿轮具有效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定但价格较高。因此在第一种方式不能够满足要求的情况下优先考虑使用齿轮传动。

2、转向机构：转向机构是本小车设计的关键部分，直接决定着小车的功能。转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦耗能，结构简单，零部件已获得等基本条件，同时还需要有特殊的运动特性。能够将旋转运动转化为满足要求的来回摆动，带动转向轮左右转动从而实现拐弯避障的功能。

能实现该功能的机构有：凸轮机构摇杆、曲柄连杆摇杆、曲柄摇杆、差速转弯等等。

凸轮：凸轮是具有一定曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便；缺点：凸轮轮廓加工比较困难。在本小车设计中由于：凸轮轮廓加工比较困难、尺寸不能够可逆的改变、精度也很难保证、重量较大、效率低能量损失大（滑动摩擦）

曲柄连杆摇杆 优点：运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小，制造方便，已获得较高精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。缺点：一般情况下只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往比较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中做平面复杂运动和作往复运动的构件所长生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。在本小车设计中由于小车转向频率和传递的力不大故机构可以做的比较轻，可以忽略惯性力，机构并不复杂，利用 MATLAB 进行参数化设计并不困难，加上个链接可以利用轴承大大减小摩擦损耗提高效率。对于安装误差的敏感性问题我们可以增加微调机构来解决。曲柄摇杆 结构较为简单，但和凸轮一样有一个滑动的摩擦副，其效率低。其急回特性导致难以设计出较好的机构。差速转弯 差速拐是利用两个偏心轮作为驱动轮，由于两轮子的角速度一样而转动半径不一样，从而使两个轮子的速度不一样，产生了差速。小车通过差速实现拐弯避障。差速转弯，是理论上小车能走的最远的设计方案。和凸轮同样，对轮子的加工精度要求很高，加工出来后也无法根据需要来调整轮子的尺寸。（由于加工和装配的误差是不可避免的）综合上面分析我们选择曲柄连杆摇杆作为小车转向机构的方案。

机构分析：首先，要实现绕八字运动，可以采用圆柱凸轮+摇杆。设计适当的沟槽，圆柱凸轮做定轴转动时，通过高副接触可以使从动件获得连续不断的任意往复运动，通过分析走八字时转向轮的运动规律可以获得摇杆的运动规律，以此规律为依据可以分析出圆柱凸轮沟槽的轨迹。其次，要使八字尽可能多，这就要求我们必须减少能量损失，提高能量利用率。考虑到齿轮具有效率高，工作可靠，传动比稳定的特点，我们采用齿轮传动，通过一对啮合的直齿轮机构将驱动住的转动传递给圆柱凸轮。另外为尽量减小摩擦带来的能量损失，可通过使用润滑油润滑的方式来减小摩擦。小车传动及转向结构简图如下

四、理论分析

（1）小车轨迹形状及长度

我们是根据伯努利双扭线来设计小车的8字轨迹，它的直角方程是（x²+y²）²=a²（x²-y²），轨迹的周长C=5.244a，双纽线

考虑到小车运动的实际情况，上图中m,n两点代表两木桩，在autoCAD中画出mn=300mm,400mm,500mm的图像，求出周长。然后用EXCEL的函数功能求出不同桩距的相关数据

autoCAD绘制的双纽线

Excel表格。

（2）圆柱凸轮沟槽的确定

1/21/2通过伯努利双扭线，解出y=（-x2+（8a2x2+a4）/2-a2/2），yy，=-x+4ax/(8x2+a2)1/2，求出y，这样可以求出轮子的转角为α，因为转动杆的长度和前轮与转动副的距离一定，分别可设b，a，c，利用三角函数求得杆的转角为β=arcsin（csinα/b）(β取钝角)，这样沟槽的函数h=a*sin（α+β），利用h的变化设计沟槽，使轮子按照预定的轨迹转动。

（3）小车后轮直径齿轮传动比

设小车运动轨迹长度为S，驱动轴齿轮对与凸轮同轴齿轮的传动比为i，后轮直径为D。根据设计要求，小车完成一次八字，圆柱凸轮旋转一周，后轮旋转i 周，即

i×πD=S

D=S/πi