無碳小車設計方案

一、設計意圖

1，以重力勢能驅動的具有方向控制功能的自行小車」。

2，設計小車，驅動其行走及轉向的能量是根據能量轉換原理，由給定重力勢能轉換而得到的。該給定重力勢能由競賽時統一使用質量為1kg的標準砝碼（￠50×65 mm，碳鋼製作）來獲得，砝碼的可下降高度為400±2mm。標準砝碼始終由小車承載，小車不掉落

圖1 無碳小車示意圖

3，小車在行走過程中完成所有動作所需的能量均由此給定重力勢能轉換而得，不可以使用任何其他**的能量。

4，小車具有轉向控制機構，且此轉向控制機構具有可調節功能，以適應放有不同間距障礙物的競賽場地。

5，小車為三輪結構。

二、設計原理

1，以重物為驅動件，通過重力做功將重力勢能轉化為小車的動力，驅動後輪前進。

2，利用合適的轉向機構使前輪跟隨後輪的旋轉做週期性的擺動，以實現前輪的轉彎，

3， 3，設計乙個合理的調節機構，使前輪的擺動弧度得以控制，以適應不同的障礙物間距，達到調可節目的

三、設計結構圖

四、細節設計

1、小車底座

小車底座起支撐小車的作用，由於小車的傳動是重塊的重力勢能轉化為動能，重塊需要400mm的高度，所以需要底座質量稍微大點，使小車的重心盡可能的靠近地面以保持穩定。

2、重物連線

機架後方向上設計突出加高，在頂部連線乙個滑輪，重物通過細線連線後軸繞過定滑輪再連線重物

3、傳動機構

指重塊重力勢能轉化為下面齒輪旋轉運動的構件組合。

包括重物、定滑輪、繩子、軸、齒輪。

繩子的一端連在重物上，另一端連在軸上，重物下降時通過繩子在軸上的纏繞來促使後輪軸的轉動，從而帶動固**軸上的齒輪的轉動，進而通過下乙個齒輪將運動傳遞下去。

4、轉向機構

如上圖所示，大齒輪及其左邊的機構。

隨大齒輪的轉動帶動緊挨著的滑塊機構b，使b做往復移動運動，b左端是乙個鉸鏈-滑動機構，從而將b的往復運動傳遞到擺桿c的擺動，使小車在前行的過程中前輪做正玄型曲線式的擺動，從而使小車能夠週期性的左右繞過木樁。

5、調節機構

如圖所示，通過移動a（並鎖死）來改變l的長度，通過計算來確定前輪的擺動週期，確定a離迴轉中心的距離，從而適應比賽中可的變障礙物的距離。