第一篇：參加工程訓(xùn)練中心無(wú)碳小車競(jìng)賽感想

參加工程訓(xùn)練中心無(wú)碳小車競(jìng)賽的感想

不得不得不說(shuō)，在忙碌了近半年之后，換回了這樣的比賽結(jié)果，多少還是有點(diǎn)遺憾的，但沒(méi)辦法，這人啊，有時(shí)候還是多多少少得靠點(diǎn)運(yùn)氣。沒(méi)有進(jìn)國(guó)賽，覺(jué)得挺對(duì)不起那些加工的師傅的，還有孔為民、苗鴻斌、趙培林、李美成、張前。。還有我們的指導(dǎo)老師梅瑛，都給了我很大的支持。這次經(jīng)歷，我將銘記一輩子！

————程帥

參加完第三屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練中心無(wú)碳小車競(jìng)賽，感慨頗多，收獲很大。說(shuō)實(shí)話，為了這次比賽，我付出了好多，也經(jīng)歷了好多。曾經(jīng)逃課趕圖紙、通宵畫圖；曾經(jīng)因?yàn)閳D紙上尺寸標(biāo)錯(cuò)或表達(dá)錯(cuò)誤被師傅罵；寒假呆這里加工裝配小車；曾經(jīng)因?yàn)樾≤嚨臋C(jī)構(gòu)或起始位置而閱遍論文資料、連續(xù)幾天失眠；曾經(jīng)因?yàn)樾≤嚾〉秒A段性的突破而手舞足蹈??結(jié)果現(xiàn)在，AUTO CAD由一竅不通變得輕車熟路，各種機(jī)械結(jié)構(gòu)的使用、設(shè)計(jì)指標(biāo)等也信手拈來(lái)，各種零件的表達(dá)、加工流程從毫無(wú)希望也是毫無(wú)壓力，熟悉了Pro/E的使用，對(duì)matlab、anasys等軟件業(yè)有所了解，對(duì)自己的專業(yè)也更加熱愛(ài)，學(xué)起來(lái)更是輕松。

在這里有些東西寫出來(lái)，一是給自己這近半年的努力來(lái)個(gè)總結(jié)；而是希望各位學(xué)弟學(xué)妹能夠從我這里得到收獲，少走彎路。同時(shí)，也希望各位機(jī)械類或近機(jī)類專業(yè)的學(xué)弟學(xué)妹們能夠積極參與這次比賽，辛勤付出，愉悅收獲。

要想在這次比賽中取得好的成績(jī)，我覺(jué)得重要的首先有以下幾點(diǎn)：

一、團(tuán)隊(duì)

一是要有好的隊(duì)友。好多人在組隊(duì)報(bào)名的時(shí)候就是隨隨便便找個(gè)熟悉的人就報(bào)了，到后來(lái)才知道隊(duì)友的重要性時(shí)，為時(shí)已晚。所以在報(bào)名時(shí)，一定要擦亮眼睛，最好找真心想做、能夠堅(jiān)持到底、相互之間有互補(bǔ)的隊(duì)友。

一是要有團(tuán)隊(duì)精神。三個(gè)人一組，肯定會(huì)有的人干得多有的人干得少，干得多的不要心里不平衡，干得少的盡量彌補(bǔ)，哪怕僅僅是給隊(duì)員精神上的支持，如請(qǐng)隊(duì)友喝瓶飲料、陪著隊(duì)友畫圖等，也是十分有必要的。

二、堅(jiān)持到底

我們這一屆比賽中，最開始報(bào)名的有180組，540人，可惜大部分人都只是報(bào)個(gè)名混個(gè)學(xué)分而已。第一輪上交設(shè)計(jì)報(bào)告的人，只有一半的人，最終參加答辯的值剩下50組。然后在畫零件圖和裝配圖的過(guò)程中，又有一半的人由于各種原因沒(méi)能堅(jiān)持到底。最后做車的只剩下25組。在做車的過(guò)程中，肯定需要投入大量的人力、財(cái)力，這樣，又死了一半的人。最后是要是車能夠做出來(lái)并且大概能夠跑出軌跡的，都有了參加省賽的資格，而參加省賽的11組中，至少都是個(gè)省級(jí)三等獎(jiǎng)。所以，好多人不是被人淘汰的，而是自己把自己淘汰的，真正堅(jiān)持到底的，真正想做車的，都得到了應(yīng)有的回報(bào)。

三、機(jī)構(gòu)盡可能的簡(jiǎn)單有效

據(jù)我觀察，參加比賽的所有人當(dāng)中，一般都有兩個(gè)誤區(qū)。一是認(rèn)為實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的軌跡太難了，自己撒都不懂，干脆就不想嘗試。二是認(rèn)為自己那機(jī)構(gòu)就不能設(shè)計(jì)的那么簡(jiǎn)單，不然就體現(xiàn)不出自己的水平，會(huì)惹人笑話。于是，盡一切可能將相應(yīng)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的復(fù)雜之極，一個(gè)固定重錘的支架都搞得跟變形金剛似的，結(jié)果到后來(lái)才發(fā)現(xiàn)，機(jī)構(gòu)越復(fù)雜，加工、裝配難度越大，累計(jì)誤差越大、圖紙什么的出問(wèn)題的概率越大等一系列的問(wèn)題。所以呢，大家的核心機(jī)構(gòu)應(yīng)該是在保證實(shí)現(xiàn)相應(yīng)方案、保證精度和可加工度、耗能少的情況下，越簡(jiǎn)單越好。最好能買到現(xiàn)成的，那就簡(jiǎn)直無(wú)敵了。比如“S”形軌跡的小車，基本上走的好的，都是清一色的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)+關(guān)節(jié)軸承，關(guān)節(jié)軸承是在網(wǎng)上買的現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)件。

四、能購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)件的，盡量購(gòu)買標(biāo)準(zhǔn)件。

還有的人也存在這樣一個(gè)誤區(qū)：所有的零件、機(jī)構(gòu)都要使用自己加工的，不然就是投機(jī)取巧。其實(shí)，對(duì)市場(chǎng)上標(biāo)準(zhǔn)件或非標(biāo)準(zhǔn)件的把握、理解、采購(gòu)及使用，能夠盡可能的降低產(chǎn)品的成本，提高產(chǎn)品的精度，這是機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的基本能力之一。例如滑輪，購(gòu)買現(xiàn)成的既便宜，使用起來(lái)還順暢。例如重錘支撐桿，碳纖維棒>不銹鋼管>鋁棒這是毋庸置疑的。

五、大膽使用新東西

關(guān)節(jié)軸承、單向軸承、工業(yè)激光+瞄準(zhǔn)鏡定位、千分角度尺、游標(biāo)卡尺改裝、螺旋測(cè)微頭等等一系列你可能從來(lái)都沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)的東西的使用，構(gòu)成了奪得第一名的要素。所以，作為一名機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，要懂得大膽創(chuàng)新。覺(jué)得能用或者有幫助的，都要大膽嘗試改裝，你會(huì)有意想不到的收獲。

六、相信量具的測(cè)量>相信自己的感覺(jué)和眼睛

只要是對(duì)精度或調(diào)節(jié)有要求的地方，最好都把它量化，千萬(wàn)別憑感覺(jué)或者眼神，這是機(jī)械類專業(yè)的大忌！獲得第一名的小車，激光+瞄準(zhǔn)鏡決定初始位置，游標(biāo)卡尺作粗調(diào)，螺旋測(cè)微器作微調(diào)（都改裝后和車上的機(jī)構(gòu)連在一起），沒(méi)有一個(gè)地方憑眼神。不要把自己的成績(jī)交給運(yùn)氣。

七、要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S和精度的概念

哪怕機(jī)構(gòu)之間只有1毫米的間隙，你也會(huì)死得很慘很慘，學(xué)機(jī)械的，永遠(yuǎn)也不要“將就”。

八、學(xué)會(huì)在百度上查找相關(guān)論文、資料

程帥2013年4月7日

第二篇：工程訓(xùn)練大賽無(wú)碳小車重要內(nèi)容

? 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)可靠、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高，齒輪模數(shù)m=0.5，傳動(dòng)比i=3.2。

基于以上分析我們決定通過(guò)鋼絲繩繞定滑輪連接錐形軸,從而給錐形軸以扭力作為原動(dòng)力,示意圖如圖3

通過(guò)改變繩子繞在繩輪上不同位置來(lái)改變其輸出的動(dòng)力

圖3 為解決啟動(dòng)問(wèn)題我們采用了兩種方法來(lái)增大扭矩：

因?yàn)槲覀冎恍柙龃髥?dòng)力矩，繩輪與主動(dòng)軸固結(jié)，根據(jù)M=F*R我們決定采用增大線輪的方法,如圖5

圖5 在線輪一端增大直徑以保證提供有充分大的啟動(dòng)力矩，啟動(dòng)后，線輪半徑減小以防止小車速度過(guò)快而導(dǎo)致的各種不穩(wěn)定因素。為避免鋼絲繩由大半徑繞到小半徑產(chǎn)生的突變，我們?cè)诰€輪大半徑端可有凹槽和導(dǎo)斜角以方便繞線和實(shí)現(xiàn)平滑過(guò)渡。

圖6 左邊齒輪嚙合將動(dòng)力傳給轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，右側(cè)齒輪嚙合將動(dòng)力傳給車輪提供小車行走動(dòng)力

2.6微調(diào)機(jī)構(gòu)

微調(diào)機(jī)構(gòu)是為了能適應(yīng)不同障礙物擺放距離而設(shè)置的。它要求能方便、有效、快速的進(jìn)行調(diào)節(jié)，且需保證調(diào)節(jié)后轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的連接穩(wěn)固。綜上分析，我們決定利用螺母在曲柄和連桿上調(diào)節(jié)，分別起到調(diào)節(jié)小車運(yùn)行周期和振幅的作用。因?yàn)閭鲃?dòng)比恒定，故一個(gè)周期內(nèi)小車行駛的路程相同。若伸長(zhǎng)曲柄則相同時(shí)間內(nèi)小車的位移縮短即小車的周期變短，小車的振幅變大。若改變連桿長(zhǎng)度則會(huì)使小車向左或向右偏。從而實(shí)現(xiàn)小車水平和豎直方向的調(diào)節(jié) 曲柄設(shè)計(jì)如圖6所示

圖6

我們利用雙螺桿調(diào)節(jié)，此方式調(diào)節(jié)需要擰動(dòng)兩個(gè)螺母進(jìn)行放松或壓緊，調(diào)節(jié)過(guò)程較為繁瑣，但在考慮連接的穩(wěn)固性上，雙螺桿在螺母壓死后會(huì)產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，使連接牢固，且曲柄不要經(jīng)常調(diào)節(jié)，故此方式可行。連桿設(shè)計(jì)如圖7所示：

圖7 由于連桿在調(diào)試過(guò)程中需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，故這也是最容易松動(dòng)的地方，且連桿調(diào)節(jié)又要求方便快捷，因此我們將連桿用雙螺母連接，利用雙螺母的自鎖，保證連接的穩(wěn)固。

后輪軸c與曲柄軸之間采用兩組齒輪傳動(dòng)，選Z2=25，Z1=125，Z3=100，Z4=64；故 繩輪所在的軸與后輪軸的傳動(dòng)比i1=5，繩輪所在的軸與曲柄軸的傳動(dòng)比i2=25/16=1.56，100/64 后輪軸與曲柄軸的傳動(dòng)比i3=w2/w4=(z1*z4)/(z2*z3)=(125*64)/(125*100)=3.2 4.2.尺寸計(jì)算

下車運(yùn)動(dòng)軌跡如圖10

小車軌跡圖10

預(yù)定軌跡：Y=Asin（πx）取振幅A=0.42m 小車走過(guò)的路程S=帶入周期x=2m 得S=2.71433m； 又有S=nπD； n為傳動(dòng)比，即n=3.2 得大輪直徑D=S/nπ

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

=0.26812m 取D=270mm 由于后輪軸與曲柄之間的傳動(dòng)比為i3=3.2，即小車運(yùn)行一周期，曲柄曲柄轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，后輪轉(zhuǎn)3.2轉(zhuǎn)。擬定小車?yán)@樁周期為2m時(shí)其軌跡最大幅值為A=0.42m時(shí)計(jì)算得后輪直徑。

小車前輪在A點(diǎn)時(shí)相對(duì)車身處于最大擺角位子，在1點(diǎn)時(shí)處于最小擺角位置。在ug中建模，測(cè)量二者夾角a=52.85?

擬定小車的搖桿L1長(zhǎng)為30mm 則曲柄長(zhǎng)為L(zhǎng)2=30*sin52?

擬定機(jī)架長(zhǎng)L3=140mm 由條件：當(dāng)曲柄處于極限位置時(shí)，搖桿、連桿、曲柄位于同一平面得 連桿長(zhǎng)L4=155.58mm

調(diào)試

（1）小車的速度的調(diào)試：通過(guò)小車在指定的賽道上行走，測(cè)量通過(guò)指定點(diǎn)的時(shí)間，得到多組數(shù)據(jù)，從而得出小車行駛的速度，通過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小車后半程速度較快，整體協(xié)調(diào)性能不是太好，于是車小了繞繩驅(qū)動(dòng)軸，減小過(guò)大的驅(qū)動(dòng)力同時(shí)也增大了小車前進(jìn)的距離。

（2）小車避障的調(diào)試：雖然本組小車各個(gè)機(jī)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)較簡(jiǎn)單，損耗能量較少，但是避障不是很好，但與此同時(shí)，小車由于設(shè)計(jì)時(shí)采用了多組微調(diào)機(jī)構(gòu)，通過(guò)觀察小車在指定賽道上行走時(shí)避障的特點(diǎn)，微調(diào)螺母，慢慢小車避障性能改善，并做好標(biāo)記。

優(yōu)點(diǎn)：（1）小車機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，二級(jí)齒輪傳動(dòng)，損耗能量少，（2）多處采用微調(diào)機(jī)構(gòu)，便于糾正軌跡，避開障礙物，（3）采用大的驅(qū)動(dòng)輪，滾阻系數(shù)小，行走距離遠(yuǎn)，（4）采用錐形線輪，小車穩(wěn)定性提高，不致使車速過(guò)快，由于場(chǎng)地材質(zhì)不同導(dǎo)致小車收到的最大靜摩擦力不懂，故應(yīng)在保障小車穩(wěn)定運(yùn)行的情況下盡量增大啟動(dòng)力矩讓小車能動(dòng)起來(lái)。

第三篇：無(wú)碳小車感想

無(wú)碳小車感想

我叫xxx，是機(jī)電工程學(xué)院一工機(jī)0807班學(xué)生，在第二屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽，獲得x等獎(jiǎng)

回想起造小車的過(guò)程，仍然歷歷在目。拼搏、忙碌、汗水與精力揮灑的日子，真是讓人難忘。從競(jìng)賽開始報(bào)名，到寒假制圖，再到開學(xué)后的小車制造，中間經(jīng)歷了許許多多：有三人合作的無(wú)懈可擊，有做小車零件損壞郁悶，有面對(duì)著小車不會(huì)轉(zhuǎn)彎的茫然，有小車成功繞轉(zhuǎn)的喜悅，還有……。戰(zhàn)斗過(guò)的親身經(jīng)歷，使我獲得很多很多，整理了一下思緒，得到了以下幾點(diǎn)感想。

第一，要端正自己的心態(tài)，在訓(xùn)練中有不斷增強(qiáng)自己的決心。明確自己參加競(jìng)賽的目的，不管是為了學(xué)習(xí)也好，為了學(xué)?；騻€(gè)人的榮譽(yù)也好……總而言之“態(tài)度決定一切”。只有態(tài)度端正了，才能全身心地投入競(jìng)賽，才能在競(jìng)爭(zhēng)中處于不敗之地。

第二，要有熱情。熱情是動(dòng)力的源泉，沒(méi)有動(dòng)力，汽車將不能開動(dòng)，火箭將不能騰空，飛船將不能遨游。同樣，人也一樣，沒(méi)有熱情，就沒(méi)有前進(jìn)的動(dòng)力，不能在競(jìng)爭(zhēng)中騰空而起。如果對(duì)參加比賽抱著試一試的態(tài)度，不下定決心，是不會(huì)有什么結(jié)果的。記得在小車的調(diào)試過(guò)程中，每天面對(duì)著不會(huì)轉(zhuǎn)彎的小車，我們無(wú)可奈何，但我們還是得不厭其煩的調(diào)試，因?yàn)檫@是一項(xiàng)偉大的工程，于是乎，我們雙手與雙腳沒(méi)有空閑的時(shí)間，紙上記滿了無(wú)規(guī)律的數(shù)據(jù)，只要小車在跑我們就會(huì)覺(jué)得我們就快成功了。到后面距離比賽時(shí)間越來(lái)越近，我們就邊吃飯邊“練車”，天天腦袋里裝小車，終于靈感來(lái)了“柳暗花明又一村”一切問(wèn)題迎刃而解了，我們感動(dòng)萬(wàn)分。甚至那天晚上都沒(méi)睡著，我們小車終于被馴服了。我很佩服我們有的兄弟戰(zhàn)隊(duì)三天三夜不睡覺(jué)啊，是熱情使我們不懼任何困難。是熱情讓我們不知疲倦，是熱情讓我們比賽充滿激情。

第三，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神，科學(xué)是容不得半點(diǎn)馬虎的，小車設(shè)計(jì)是一個(gè)用科學(xué)來(lái)指導(dǎo)實(shí)踐，把科學(xué)運(yùn)用到實(shí)踐中去的過(guò)程。既然是指導(dǎo)實(shí)踐，就應(yīng)該做到事無(wú)巨細(xì)，考慮周全。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，不應(yīng)放過(guò)每一個(gè)細(xì)節(jié)，記得我們就因?yàn)檫x材不當(dāng)才造成車毀人傷（傷心）。其次假設(shè)要合理，取舍要得當(dāng)。調(diào)試是一個(gè)繁雜的過(guò)程，要清楚調(diào)節(jié)先后順序，要把責(zé)任落實(shí)到每個(gè)隊(duì)員的身上，每個(gè)人負(fù)責(zé)自己的工作，運(yùn)用控制變量法調(diào)節(jié)，同時(shí)要時(shí)刻記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后處理數(shù)據(jù)、寫出報(bào)告。光有這些還是不夠的，還要認(rèn)真，要努力，要有敢于挑戰(zhàn)的信心。我們必須嚴(yán)肅認(rèn)真的思考我們需要做那些努力，認(rèn)認(rèn)真真的把我們必須作的事情作好。

第四，要有團(tuán)隊(duì)精神。“團(tuán)結(jié)就是力量”，三個(gè)人要善于合作，把心放在一條戰(zhàn)線上。小車制造的過(guò)程，是要經(jīng)過(guò)方案設(shè)計(jì)，三維設(shè)計(jì)，優(yōu)化及修改，Cad出圖，圖紙審核等過(guò)程來(lái)完成的，在此過(guò)程中有大量的工作要做，三個(gè)人要進(jìn)行合理的分工。在制作過(guò)程中，就應(yīng)該確定誰(shuí)該干什么工作，在遇到問(wèn)題的時(shí)候，三個(gè)人應(yīng)要把思想集中到一起，仔細(xì)的討論，明確問(wèn)題的所在，然后沿著這條路子探尋，有時(shí)候跟指導(dǎo)老師、其他組隊(duì)員討論。吸取他們的意見(jiàn)再?gòu)闹刑釤挸龅慕鉀Q辦法。在遇到思想產(chǎn)生分歧，不統(tǒng)一時(shí)，三個(gè)人要不斷地交流，積極處理好矛盾，以及互相鼓勵(lì)。

第五，我們知識(shí)面要廣，知識(shí)層次要達(dá)標(biāo)。所謂“工欲善其事，必先利其器”，只有打好基礎(chǔ)，才能在這個(gè)基石上建造摩天大樓。機(jī)械方面要基本熟悉機(jī)械原理、機(jī)械零件、機(jī)制工藝學(xué)、材料力學(xué)、互換性測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)等課程，對(duì)這些知識(shí)越熟悉越好。同時(shí)會(huì)基本的物理常識(shí)，除此之外還要會(huì)一些軟件技術(shù)，例如：三維的有proe、solidworks。力學(xué)分析：有限元分析ANSYS，最重要的是要會(huì)CAD，所有的圖紙最終要畫成二維圖紙，這要求我們熟練運(yùn)用CAD軟件。

第六，比賽要沉著，滿懷信心。賽場(chǎng)上賽出水平賽出風(fēng)格，賽場(chǎng)20分鐘肯定是緊張的，但是要緊張而不慌張，每一次發(fā)車一定要心里有數(shù)，不能亂來(lái)陣腳。賽完后回想一下，我們?nèi)松褪菬o(wú)數(shù)比賽的集合，每次比賽像小車一樣發(fā)車前調(diào)整好轉(zhuǎn)向，要滿懷信心出發(fā)。

總之，一個(gè)月的制作調(diào)試過(guò)程是苦的，是累的，但充滿了溫馨，因?yàn)橛嘘?duì)員的合作、鼓勵(lì)和支持；老師們的關(guān)心、愛(ài)戴和指導(dǎo)。通過(guò)這次競(jìng)賽使我多了一種充實(shí)自我的經(jīng)歷，多了一份設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，多了一份坦然面對(duì)的自信。通過(guò)小車競(jìng)賽更使我們難忘的，使我們學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，敢于挑戰(zhàn)自我。參加此次小車競(jìng)賽使我們學(xué)到了許多知識(shí)，認(rèn)識(shí)了許多朋友，終身難忘。這段日子的收獲不是簡(jiǎn)單的幾句話就能列舉出的，所得到的感觸實(shí)在頗多，無(wú)碳小車競(jìng)賽是一項(xiàng)很有意義的活動(dòng)，這段日子的回憶會(huì)伴我一生，這段日子的收獲會(huì)助我一世！希望我下幾屆的同學(xué)們都能夠積極參加這項(xiàng)活動(dòng)！

在此，我要深深地感謝學(xué)校給我這次挑戰(zhàn)自己的機(jī)會(huì)，要深深的感謝指導(dǎo)我們的張老師、衛(wèi)老師、王老師、張師傅、陳師傅和其他老師、師傅們。

第四篇：無(wú)碳小車越障競(jìng)賽比賽說(shuō)明[范文模版]

無(wú)碳小車越障競(jìng)賽比賽說(shuō)明

1.競(jìng)賽主題

本屆競(jìng)賽主題為“無(wú)碳小車越障競(jìng)賽”。

要求經(jīng)過(guò)一定的前期準(zhǔn)備后，在比賽現(xiàn)場(chǎng)完成一臺(tái)符合本命題要求的可運(yùn)行的機(jī)械裝置，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)性運(yùn)行考核。每個(gè)參賽作品需要提交相關(guān)的設(shè)計(jì)、工藝及創(chuàng)業(yè)企劃書3個(gè)文件及長(zhǎng)度為3分鐘的關(guān)于參賽作品設(shè)計(jì)及制作過(guò)程的匯報(bào)視頻。

2.競(jìng)賽命題

本屆競(jìng)賽命題為“以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的自行小車”。設(shè)計(jì)一種小車，驅(qū)動(dòng)其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，由給定重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換而得到的。該給定重力勢(shì)能由競(jìng)賽時(shí)統(tǒng)一使用質(zhì)量為1kg的標(biāo)準(zhǔn)砝碼（￠50×65 mm，碳鋼制作）來(lái)獲得，要求砝碼的可下降高度為400±2mm。標(biāo)準(zhǔn)砝碼始終由小車承載，不允許從小車上掉落。圖1.1為小車示意圖。

圖1.1 無(wú)碳小車示意圖

要求小車在行走過(guò)程中完成所有動(dòng)作所需的能量均由此給定重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換而得，不可以使用任何其他來(lái)源的能量。

要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)放有不同間距障礙物的競(jìng)賽場(chǎng)地。

要求小車為三輪結(jié)構(gòu)。其中一輪為轉(zhuǎn)向輪，另外二輪為行進(jìn)輪，允許二行進(jìn)輪中的一個(gè)輪為從動(dòng)輪。具體設(shè)計(jì)、材料選用及加工制作均由參賽學(xué)生自主完成。

3.競(jìng)賽安排

每個(gè)參賽隊(duì)由3名在校本科大學(xué)生組成。3.1 本校制作

參賽隊(duì)按本競(jìng)賽命題的要求，在各自所在的學(xué)校內(nèi)，自主設(shè)計(jì)，獨(dú)立制作出一臺(tái)參賽小車。

3.2 集中參賽

1)攜帶在本校制作完成的小車作品參賽。

2)報(bào)到時(shí)提交參賽作品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案、加工工藝方案及創(chuàng)業(yè)企劃書共3個(gè)文件（分別提交紙質(zhì)版文件一式2份、電子版文件1份），文件按本競(jìng)賽秘書處發(fā)布的統(tǒng)一格式編寫。

3)提交1份3分鐘的視頻，(格式要求： MPEG文件，DVD-PAL 4:3，24位，720 x576，25 fps，音頻數(shù)據(jù)速率 448 kbps杜比數(shù)碼音頻 48KHz)，視頻的內(nèi)容是關(guān)于本隊(duì)參賽作品賽前設(shè)計(jì)及制作過(guò)程的匯報(bào)及說(shuō)明。

4)提交PPT文件 1份，內(nèi)容是闡述小車的設(shè)計(jì)、制作方案說(shuō)明及體會(huì)。3.3 方案文件要求

1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案文件

完整性要求：小車裝配圖1幅、要求標(biāo)注所有小車零件（A3紙1頁(yè)）；

裝配爆炸圖1幅（所用三維軟件自行選用，A3紙1頁(yè)）； 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)展開圖1幅（A3紙1頁(yè)）； 設(shè)計(jì)說(shuō)明書1-2頁(yè)（A4）。

正確性要求：傳動(dòng)原理與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算正確，選材和工藝合理。創(chuàng)新性要求：有獨(dú)立見(jiàn)解及創(chuàng)新點(diǎn)。

規(guī)范性要求：圖紙表達(dá)完整，標(biāo)注規(guī)范；文字描述準(zhǔn)確、清晰。2）工藝設(shè)計(jì)方案文件

按照中批量（5000臺(tái)/年）的生產(chǎn)綱領(lǐng)，自選作品小車上一個(gè)較復(fù)雜的零件，完成并提交工藝設(shè)計(jì)方案報(bào)告（A4，2－3頁(yè)）。要求采用統(tǒng)一的方案文件格式。3）創(chuàng)業(yè)企劃書

按照中批量（5000臺(tái)/年）對(duì)作品小車產(chǎn)品做創(chuàng)業(yè)企劃書（A4，3－4頁(yè)），內(nèi)容包括工藝成本核算、生產(chǎn)成本分析以及綜合成本分析，還包括市場(chǎng)預(yù)測(cè)分析、人力資源和工程管理可行性綜合分析等。要求創(chuàng)業(yè)企劃設(shè)計(jì)目標(biāo)明確，文件完整，測(cè)算合理，表達(dá)清楚。采用統(tǒng)一的方案文件格式。4.競(jìng)賽項(xiàng)目

4.1 復(fù)賽“8”字型賽道避障行駛競(jìng)賽

競(jìng)賽場(chǎng)地在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)（長(zhǎng)1525mm、寬1370mm）上，有3個(gè)障礙成“L”形放置，“L”形的長(zhǎng)邊在球臺(tái)的中線上，（放置球臺(tái)時(shí)“L”形的長(zhǎng)邊平行主看臺(tái)方向，短邊垂直且遠(yuǎn)離主看臺(tái)），經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)公開抽簽，在400～500mm范圍內(nèi)產(chǎn)生“L”形的長(zhǎng)邊值，在300±50mm范圍內(nèi)產(chǎn)生“L”形的短邊值。

小車需繞中線上的兩個(gè)障礙物按“8”字型軌跡運(yùn)行，障礙物為直徑20mm、長(zhǎng)200mm的3個(gè)圓棒，圓棒中心分別放置在“L”形的3個(gè)端點(diǎn)上，以小車完成8字繞行圈數(shù)的多少來(lái)評(píng)定成績(jī)，見(jiàn)圖1.3。

圖1.2 “8”字型賽道競(jìng)賽所用乒乓球臺(tái)及障礙設(shè)置圖

參賽時(shí)，要求小車以“8”字形軌跡交替繞過(guò)中線上2個(gè)障礙，保證每個(gè)障礙在“8”字形的一個(gè)封閉環(huán)內(nèi)，同時(shí)不碰倒第3個(gè)障礙。每完成1個(gè)“8”字且成功繞過(guò)2個(gè)障礙，得12分。各隊(duì)使用組委會(huì)統(tǒng)一提供的標(biāo)準(zhǔn)砝碼參賽。出發(fā)點(diǎn)自定，每隊(duì)小車運(yùn)行2次，取2次成績(jī)中最好成績(jī)。

一個(gè)成功的“8”字繞障軌跡為：兩個(gè)封閉圖形軌跡和軌跡的兩次變向交替出現(xiàn)，變向指的是：軌跡的曲率中心從軌跡的一側(cè)變化到另一側(cè)。

比賽中，小車需連續(xù)運(yùn)行，直至停止。小車沒(méi)有繞過(guò)障礙、碰倒障礙、將障礙物推出定位圓區(qū)域、砝碼脫離小車、小車停止或小車掉下球臺(tái)均視為本次比賽結(jié)束。

4.2 決賽小車避障行駛競(jìng)賽

依據(jù)復(fù)賽小車避障行駛競(jìng)賽中所得成績(jī)進(jìn)行排名,并抽取若干支排名靠前的隊(duì)伍組成甲組，其他隊(duì)伍組成乙組，分別再次進(jìn)行決賽小車避障行駛競(jìng)賽，規(guī)則同4.1，4.2。

4.3 參賽徽標(biāo)的設(shè)計(jì)及3D打印制作

甲組隊(duì)伍中，由1名參賽隊(duì)員參與競(jìng)賽；經(jīng)抽簽，按照大賽統(tǒng)一規(guī)定要求，在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)3D打印圖樣，繪制出圖樣的零件圖，零件圖上需標(biāo)示出配合尺寸公差，并用3D打印制作出來(lái)。本項(xiàng)內(nèi)容應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，違規(guī)減分，逾時(shí)不能進(jìn)入后續(xù)比賽。本項(xiàng)內(nèi)容在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成得滿分，違規(guī)或延時(shí)完成者減分，不能完成者不得分。

4.4 方案評(píng)審

由方案評(píng)審組對(duì)每個(gè)參賽隊(duì)提交的方案文件進(jìn)行評(píng)閱，此環(huán)節(jié)滿分50分，其中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案15分、加工工藝方案15分、創(chuàng)業(yè)企劃書20分。

5.獎(jiǎng)項(xiàng)分配

按不同參賽項(xiàng)目計(jì)算各隊(duì)總成績(jī)，按各項(xiàng)成績(jī)之和由高到低，設(shè)一、二、三等獎(jiǎng)，一等獎(jiǎng)30%，二等獎(jiǎng)30%，其余為三等獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng)和無(wú)獎(jiǎng)。

北京工業(yè)大學(xué)工程訓(xùn)練中心

2018年5月16日

第五篇：無(wú)碳小車說(shuō)明書

無(wú)碳小車說(shuō)明書

（本小組選擇的競(jìng)賽項(xiàng)目是競(jìng)賽項(xiàng)目二）

一、小車整體說(shuō)明

小車整體結(jié)構(gòu)上面，我們根據(jù)小車功能要求和機(jī)器的構(gòu)成（原動(dòng)機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制部分），把小車分為驅(qū)動(dòng)部分、轉(zhuǎn)向部分兩個(gè)模塊進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。

在此基礎(chǔ)上，小車采用三輪機(jī)構(gòu)，后輪驅(qū)動(dòng)，前輪轉(zhuǎn)向，重物下落的過(guò)程中通過(guò)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將重物的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，在后輪驅(qū)動(dòng)下，再通過(guò)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)中的凸輪傳動(dòng)，將后輪的行走轉(zhuǎn)化為前輪的轉(zhuǎn)向，以便達(dá)到預(yù)期的要求。

考慮到競(jìng)賽項(xiàng)目二要求的樁距是（400±100）mm，小車車身在允許范圍內(nèi)應(yīng)盡可能小，并且行走的軌跡也要盡可能的短，這樣才能夠避免小車車身碰到障礙物或者小車駛出乒乓球桌。

二、驅(qū)動(dòng)部分

原理分析：根據(jù)小車功能要求，給定一重力勢(shì)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計(jì)一種可將該重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并可用來(lái)驅(qū)動(dòng)小車行走的裝置。該自行小車在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺(tái)（長(zhǎng)1525mm、寬1370mm）上，繞相距一定距離的兩個(gè)障礙沿8字形軌跡繞行，繞行時(shí)不可以撞倒障礙物，不可以掉下球臺(tái)。以小車?yán)@行的圈數(shù)、以及碰倒或避開障礙的多少來(lái)綜合評(píng)定成績(jī)。在設(shè)計(jì)要求中，驅(qū)動(dòng)部分是將物塊重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車的動(dòng)能，并在有限的動(dòng)能下，使小車能夠移動(dòng)盡可能多的距離，讓成績(jī)達(dá)到盡可能好。

機(jī)構(gòu)分析：為達(dá)到既定要求，首先，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，我們通過(guò)一個(gè)繩輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將重物的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車后輪的驅(qū)動(dòng)動(dòng)能，具體就是將繩子繞過(guò)高40cm的定滑輪，一端連在重物上，另一端固定的繞在驅(qū)動(dòng)軸上，通過(guò)重物下落帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)后輪的驅(qū)動(dòng)。然后，為了使小車運(yùn)動(dòng)的距離達(dá)到盡可能長(zhǎng)，我們使用了一個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過(guò)齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)和傳遞，使得在繩長(zhǎng)確定即能量一定的情況下，小車后輪轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)越多，進(jìn)而盡可能的增加繞行的圈數(shù)，但在這個(gè)過(guò)正中，不能因?yàn)槟Σ亮Φ那闆r而發(fā)生自鎖現(xiàn)象，在這些情況下，我們抉擇出最佳的傳動(dòng)比和傳力繩。驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下

三、傳動(dòng)轉(zhuǎn)向部分

要實(shí)現(xiàn)盡可能多的使小車重復(fù)完成繞八字運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)是關(guān)鍵，此處我們來(lái)分析一下轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

基本原理：

1、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能是把動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)輪上。要使小車?yán)@的圈數(shù)更多及按設(shè)計(jì)的軌道精確地行駛，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)必需達(dá)到傳遞效率高、傳動(dòng)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕等要求。在這些要求上我們想過(guò)以下幾種方法來(lái)解決：

1、不用其它額外的傳動(dòng)裝置，直接由動(dòng)力軸驅(qū)動(dòng)輪子和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，此種方式效率最高、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。在不考慮其它條件時(shí)這是最優(yōu)的方式。

2、.帶輪具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉、緩沖吸震等特點(diǎn)但其效率及傳動(dòng)精度并不高。不適合本小車設(shè)計(jì)。

3.齒輪具有效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、傳動(dòng)比穩(wěn)定但價(jià)格較高。因此在第一種方式不能夠滿足要求的情況下優(yōu)先考慮使用齒輪傳動(dòng)。

2、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)是本小車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，直接決定著小車的功能。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)也同樣需要盡可能的減少摩擦耗能，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零部件已獲得等基本條件，同時(shí)還需要有特殊的運(yùn)動(dòng)特性。能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為滿足要求的來(lái)回?cái)[動(dòng)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)向輪左右轉(zhuǎn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)拐彎避障的功能。

能實(shí)現(xiàn)該功能的機(jī)構(gòu)有：凸輪機(jī)構(gòu)搖桿、曲柄連桿搖桿、曲柄搖桿、差速轉(zhuǎn)彎等等。

凸輪：凸輪是具有一定曲線輪廓或凹槽的構(gòu)件，它運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)或不連續(xù)的任意預(yù)期往復(fù)運(yùn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：只需設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)耐馆嗇喞?，便可使從?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、設(shè)計(jì)方便；缺點(diǎn)：凸輪輪廓加工比較困難。在本小車設(shè)計(jì)中由于：凸輪輪廓加工比較困難、尺寸不能夠可逆的改變、精度也很難保證、重量較大、效率低能量損失大（滑動(dòng)摩擦）

曲柄連桿搖桿 優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)副單位面積所受壓力較小，且面接觸便于潤(rùn)滑，故磨損減小，制造方便，已獲得較高精度；兩構(gòu)件之間的接觸是靠本身的幾何封閉來(lái)維系的，它不像凸輪機(jī)構(gòu)有時(shí)需利用彈簧等力封閉來(lái)保持接觸。缺點(diǎn)：一般情況下只能近似實(shí)現(xiàn)給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡，且設(shè)計(jì)較為復(fù)雜；當(dāng)給定的運(yùn)動(dòng)要求較多或較復(fù)雜時(shí)，需要的構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副數(shù)往往比較多，這樣就使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作效率降低，不僅發(fā)生自鎖的可能性增加，而且機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)制造、安裝誤差的敏感性增加；機(jī)構(gòu)中做平面復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件所長(zhǎng)生的慣性力難以平衡，在高速時(shí)將引起較大的振動(dòng)和動(dòng)載荷，故連桿機(jī)構(gòu)常用于速度較低的場(chǎng)合。在本小車設(shè)計(jì)中由于小車轉(zhuǎn)向頻率和傳遞的力不大故機(jī)構(gòu)可以做的比較輕，可以忽略慣性力，機(jī)構(gòu)并不復(fù)雜，利用 MATLAB 進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)并不困難，加上個(gè)鏈接可以利用軸承大大減小摩擦損耗提高效率。對(duì)于安裝誤差的敏感性問(wèn)題我們可以增加微調(diào)機(jī)構(gòu)來(lái)解決。曲柄搖桿 結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但和凸輪一樣有一個(gè)滑動(dòng)的摩擦副，其效率低。其急回特性導(dǎo)致難以設(shè)計(jì)出較好的機(jī)構(gòu)。差速轉(zhuǎn)彎 差速拐是利用兩個(gè)偏心輪作為驅(qū)動(dòng)輪，由于兩輪子的角速度一樣而轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不一樣，從而使兩個(gè)輪子的速度不一樣，產(chǎn)生了差速。小車通過(guò)差速實(shí)現(xiàn)拐彎避障。差速轉(zhuǎn)彎，是理論上小車能走的最遠(yuǎn)的設(shè)計(jì)方案。和凸輪同樣，對(duì)輪子的加工精度要求很高，加工出來(lái)后也無(wú)法根據(jù)需要來(lái)調(diào)整輪子的尺寸。（由于加工和裝配的誤差是不可避免的）綜合上面分析我們選擇曲柄連桿搖桿作為小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的方案。

機(jī)構(gòu)分析：首先，要實(shí)現(xiàn)繞八字運(yùn)動(dòng)，可以采用圓柱凸輪+搖桿。設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臏喜?，圓柱凸輪做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)高副接觸可以使從動(dòng)件獲得連續(xù)不斷的任意往復(fù)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)分析走八字時(shí)轉(zhuǎn)向輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以獲得搖桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以此規(guī)律為依據(jù)可以分析出圓柱凸輪溝槽的軌跡。其次，要使八字盡可能多，這就要求我們必須減少能量損失，提高能量利用率。考慮到齒輪具有效率高，工作可靠，傳動(dòng)比穩(wěn)定的特點(diǎn)，我們采用齒輪傳動(dòng)，通過(guò)一對(duì)嚙合的直齒輪機(jī)構(gòu)將驅(qū)動(dòng)住的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給圓柱凸輪。另外為盡量減小摩擦帶來(lái)的能量損失，可通過(guò)使用潤(rùn)滑油潤(rùn)滑的方式來(lái)減小摩擦。小車傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下

四、理論分析

（1）小車軌跡形狀及長(zhǎng)度

我們是根據(jù)伯努利雙扭線來(lái)設(shè)計(jì)小車的8字軌跡，它的直角方程是（x2+y2）2=a2（x2-y2），軌跡的周長(zhǎng)C=5.244a，雙紐線

考慮到小車運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況，上圖中m,n兩點(diǎn)代表兩木樁，在autoCAD中畫出mn=300mm,400mm,500mm的圖像，求出周長(zhǎng)。然后用EXCEL的函數(shù)功能求出不同樁距的相關(guān)數(shù)據(jù)

autoCAD繪制的雙紐線

Excel表格。

（2）圓柱凸輪溝槽的確定

1/21/2通過(guò)伯努利雙扭線，解出y=?（-x2+（8a2x2+a4）/2-a2/2），yy，=-x+4ax/(8x2+a2)1/2，求出y，這樣可以求出輪子的轉(zhuǎn)角為α，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)桿的長(zhǎng)度和前輪與轉(zhuǎn)動(dòng)副的距離一定，分別可設(shè)b，a，c，利用三角函數(shù)求得桿的轉(zhuǎn)角為β=arcsin（csinα/b）(β取鈍角)，這樣溝槽的函數(shù)h=a*sin（α+β），利用h的變化設(shè)計(jì)溝槽，使輪子按照預(yù)定的軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)。

（3）小車后輪直徑齒輪傳動(dòng)比

設(shè)小車運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)度為S，驅(qū)動(dòng)軸齒輪對(duì)與凸輪同軸齒輪的傳動(dòng)比為i，后輪直徑為D。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，小車完成一次八字，圓柱凸輪旋轉(zhuǎn)一周，后輪旋轉(zhuǎn)i 周，即

i×πD=S

D=S/πi