“8”字无碳小车设计方案
一绪论
1.竞赛题目
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4J能量，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为小车示意图。

图一
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。

在300～500mm范围内产生一个“8”字型赛道障碍物间距值。

2.工作原理
重物块从距小车底板400mm的高处下落，带动主动轴转动，使小车运动，再通过齿轮
传动和转向结构，实现在转动一定周期时，小车进行方向的改变，从而实现8字的运动轨迹。

3.设计方法
通过对命题的分析，我们小组有了一个比较清晰的思路。

我们在网上搜集资料，对每个结构的各种方案进行了比较，再结合我们的实际情况和自己想法，最后确定了以下结构。

对于各种参数的确定，我们只要是对齿轮进行了计算，其他参数是在原有的基础上进行了修改。

在设计过程中，我们主要采用了Auto CAD、Solidworks软件进行辅助设计。

二设计部分
1车架
车架受力小，精度要求低，考虑到铝板密度小，强度对于小车也足够，而且
方便加工，故本次制作选择3mm厚铝板。

由于我们是后轮单轮驱动，前导向轮与驱动轮的横向距离过大会使小车在绕行8字时轨迹不对称，即一个圆大一个圆小。

为避免这种情况我们将驱动轮与导向轮的横向距离取消。

2原动机构
原动机构是把重物的重力势能转化为小车动能的装置。

要求
1.驱动力适中，不至于小车转弯时速度过大倾翻。

2.启动时提供足够的加速度使小车开始行走。

3.到达终点时的速度要尽可能小，避免对小车过大的冲击。

同时使重块的动
能尽可能的转化到驱动小车前进上，如果重块竖直方向的速度较大，不仅浪费了重物的动能，下落时对车架的冲击还会影响小车的运动。

4.不同场地对驱动力的要求不同，因此原动机构需要能调节驱动力。