第一篇：環(huán)保無動(dòng)力小車策劃書

環(huán)保無動(dòng)力小車

策

劃

書

主辦單位： 承辦單位：

環(huán)保無動(dòng)力小車大賽

一、活動(dòng)背景

在這秋高氣爽、丹桂飄香，碩果累累的金秋時(shí)節(jié)，無錫工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科技文化節(jié)即將舉行，為了豐富大學(xué)生校園生活，培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和動(dòng)手操作能力，機(jī)電工程系生活部《環(huán)保無動(dòng)力小車》比賽也將拉開帷幕。

二、活動(dòng)主題

科技源于生活，自己動(dòng)手，發(fā)揮想象，團(tuán)隊(duì)合作，展現(xiàn)當(dāng)代大學(xué)生的風(fēng)采。

三、活動(dòng)目的為學(xué)生創(chuàng)造一個(gè)展現(xiàn)自我的平臺(tái)，增進(jìn)同學(xué)之間的感情，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，豐富業(yè)余生活。

四、主辦單位：機(jī)電工程系分團(tuán)委

承辦單位：機(jī)電工程系生活部

五、活動(dòng)時(shí)間11月 14 日

活動(dòng)地點(diǎn)

六、活動(dòng)對象：機(jī)電工程系所有新生

七、活動(dòng)準(zhǔn)備

1，準(zhǔn)備宣傳資料

2，準(zhǔn)備報(bào)名資料

3，申請活動(dòng)地點(diǎn)

4，準(zhǔn)備活動(dòng)需要的物品（加速板、米尺、擴(kuò)音器、書本、紙筆等）

八、活動(dòng)流程

1、前期宣傳：11月4 日，成員深入班級內(nèi)部進(jìn)行環(huán)保無動(dòng)力小車比賽的宣傳工作，說明無動(dòng)力小車的設(shè)計(jì)要求，11 月5 日，進(jìn)班統(tǒng)計(jì)參賽隊(duì)伍（注：每班最少1組，最多3組）。

2、比賽流程：

1）主持人宣讀比賽規(guī)程：本次選拔賽以團(tuán)隊(duì)形式參賽，每組至多3個(gè)人，也可1個(gè)人參賽，各團(tuán)隊(duì)按照抽簽序號依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前要對自己的作品進(jìn)行簡短的介紹，包括小車的長，高等。

2）生活部成員記錄每位選手的小車行走的距離

3）評委打分，點(diǎn)評。評分標(biāo)準(zhǔn)公布如下：

評分方式：總分=創(chuàng)意分+小車行走距離分

注：小車行走距離分= 滑行分=滑行距離的2倍/車身重量

創(chuàng)意分=結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分+做工精細(xì)分+美觀分+材料分

創(chuàng)意分共10分由評委打分，取其平均值。

九、附件

1、設(shè)計(jì)要求：

a.不得有任何動(dòng)力裝置；

b.小車尺寸不得大于30*20*20（長*寬*高），車重、車輪數(shù)量及形式不限；

c.比賽過程中小車的尺寸不得發(fā)生變化；

d.釋放時(shí)車輪必須是靜止的；

e.跑道平面長5米,斜面長1米。

2、比賽過程

a.將小車從斜面靜止釋放，記錄小車在平面跑道上的距離；

b.每組選手有三次機(jī)會(huì)，取其三次最好成績；

c.在兩次測試之間選手可對作品進(jìn)行調(diào)試，但必須在三分鐘內(nèi)完成且作品尺寸不能發(fā)生變化。

b.小車運(yùn)動(dòng)過程中滑出軌道則宣告該次成績無效；

c.測試過程中，選手不得觸碰小車亦不得要求暫停；

d.評委根據(jù)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行評分。

生活部2012/10/18

第二篇：無動(dòng)力小車方案設(shè)計(jì)

常熟理工學(xué)院

“無動(dòng)力小車”活動(dòng)策劃書

一、活動(dòng)主題：

創(chuàng)新放飛夢想，實(shí)踐鑄就未來

二、活動(dòng)名稱:

常熟理工學(xué)院校園科技技能大賽之無動(dòng)力小車比賽

三、活動(dòng)目的：

本活動(dòng)的目的是豐富大學(xué)生課余活動(dòng)，鍛煉動(dòng)手能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神，活躍校園氣氛，開拓學(xué)生思路，發(fā)掘科技人才。無動(dòng)力小車比賽主要是為大學(xué)生搭建一個(gè)展示的舞臺(tái)，讓他們有機(jī)會(huì)參加到科技交流活動(dòng)來，讓他們在和平友好的氛圍下展示他們的設(shè)計(jì)和在科技方面的才華和能力。

四、組織機(jī)構(gòu)

主辦單位：常熟理工學(xué)院電工電子協(xié)會(huì)

五、活動(dòng)時(shí)間：

2012年11月中旬

六、參賽對象

常熟理工學(xué)院全體學(xué)生

七、活動(dòng)流程

（一）報(bào)名階段：

參賽形式：可以以個(gè)人名義和團(tuán)隊(duì)參加，團(tuán)隊(duì)人數(shù)限制在2~4人

之間，全校各學(xué)院及社團(tuán)可以組建自己的小組創(chuàng)造作品進(jìn)行比賽。報(bào)名時(shí)間：2012年11月初

報(bào)名方式：以填寫報(bào)名表的形式進(jìn)行。報(bào)名表上注明姓名、院系、班級及聯(lián)系方式。

（二）賽前說明階段（到時(shí)以短信形式通知參賽選手）具體時(shí)間、地點(diǎn)：

a.參賽時(shí)所要到的地點(diǎn)（待定）和具體時(shí)間（待定）在完成報(bào)名工作后，我們會(huì)做分組工作。具體分組情況看實(shí)際情況。（短信通知）b.比賽評分規(guī)則：

I、比賽時(shí)會(huì)讓參賽者于比賽大廳準(zhǔn)備比賽，此時(shí)才算相應(yīng)時(shí)間和成績。

II、每隊(duì)有最多2次機(jī)會(huì)。

III、比賽評分以

一、作品外觀分（分為3分較差、5分普通、8分較好、10分很好）

二、車行駛過程以及時(shí)間（30%）

三、是否撞破氣球（60%）。c.參賽要求：

I、參賽組準(zhǔn)時(shí)到場，遲到者作棄權(quán)處理

II、參賽組必須嚴(yán)格服從工作人員領(lǐng)導(dǎo)及裁判指揮

III、對成績有異議者，可以通過有效手段上訴，嚴(yán)禁故意向主辦方挑釁，阻礙比賽進(jìn)行，一有出現(xiàn)取消該團(tuán)隊(duì)比賽資格

IV、按要求制作模型（可上網(wǎng)查有關(guān)資料），有違背作品要求的團(tuán)隊(duì)取消比賽資格。

V、嚴(yán)禁出現(xiàn)徇私舞弊行為，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)取消比賽資格

（三）設(shè)計(jì)要求

a.不得有任何動(dòng)力裝置

b.長 高:25×30CM或30×25CM以內(nèi),高 重 車輪數(shù)量及形式不限c.比賽的過程中小車的尺寸不得發(fā)生任何變化d.釋放時(shí)車輪必須是靜止的e斜面長1米(第一次高:25cm,第二次:20cm)f.跑道為平面、長5米（不含斜面）

g.小車的功效：從加速軌道上拋下并扎破平跑到末端的氣球注:氣球的直徑不小于10cm

（四）比賽流程及規(guī)則

a.各團(tuán)隊(duì)有最多9天的時(shí)間設(shè)計(jì)作品，比賽前一天于團(tuán)隊(duì)代表會(huì)議上抽簽決定比賽順序。

b.小車運(yùn)動(dòng)過程中滑出軌道則宣告失敗c.比賽開始后，選手不能觸碰小車d.比賽場所為室內(nèi)環(huán)境

e.考慮到小車的折損，比賽如出現(xiàn)兩組或兩組以上小車都扎破氣球，則加速軌道起點(diǎn)高度由25cm將至20cm再次實(shí)驗(yàn)，若依舊存在兩組或兩組以上小車扎破氣球，則結(jié)果根據(jù)小車重量來判定（輕者得分高）。

八、獎(jiǎng)項(xiàng)設(shè)置

本次競賽將設(shè)一等獎(jiǎng)三隊(duì)、二等獎(jiǎng)六隊(duì)、三等獎(jiǎng)十隊(duì)、優(yōu)秀獎(jiǎng)若干（具體按參賽團(tuán)隊(duì)個(gè)數(shù)而定）

常熟理工學(xué)院電工電子協(xié)會(huì)

2012年11月

附件：

常熟理工學(xué)院

“無動(dòng)力小車”報(bào)名表

備注：請各參賽人員填全院系和班級名稱，以便工作人員統(tǒng)計(jì)，謝謝！

第三篇：動(dòng)力小車設(shè)計(jì)總體方案

動(dòng)力小車設(shè)計(jì)總體方案

一、內(nèi)容摘要：

根據(jù)要求，本設(shè)計(jì)方案綜合采用了機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感通訊等技術(shù)，將循跡、避障、無線通訊等功能集于一身，通過實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)車的速度、位置、運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)測量，并將測量數(shù)據(jù)傳送至單片機(jī)進(jìn)行處理，然后由單片機(jī)根據(jù)所檢測的各種數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)對電動(dòng)車的智能控制。

二、作品介紹：

本設(shè)計(jì)作品為動(dòng)力小車，集遠(yuǎn)程控制等多種功能于一身,全車長20厘米，寬15厘米，高10厘米，車身主要由有機(jī)玻璃板制作，兩邊各安置兩個(gè)強(qiáng)勁的減速電機(jī)，作為車體前進(jìn)動(dòng)力；車體上安置控制模塊，用于整車的智能化控制。

三、設(shè)計(jì)理念：

1、設(shè)計(jì)理念：

按照比賽要求，參賽作品必須經(jīng)過爬坡，拉力，避障等過程。小車通過兩臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的不同組合來達(dá)到控制車體前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎各個(gè)方向，同時(shí)通過內(nèi)部的減速齒輪組以獲得足夠的扭力來爬坡并拉動(dòng)重物。

2、作品特色：

作品特色主要有以下兩點(diǎn)：1）小車主要是通過降低底盤高度來獲得低重心，達(dá)到

穩(wěn)定小車作用，從而使小車能夠平穩(wěn)的進(jìn)行行駛。2）在驅(qū)動(dòng)方面，我們采用了兩臺(tái)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方案，有利于保證車體的扭力與轉(zhuǎn)向。

四、硬件設(shè)計(jì)及其介紹：

(1)總體布局

小車采用兩輪驅(qū)動(dòng)，兩臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的不同組合來達(dá)到控制車體前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎各個(gè)方向。電源安放在主車體底部，主板置于其上，電機(jī)安放在船體兩側(cè)后端；

(2)機(jī)動(dòng)模塊

通過51單片機(jī)及L298N驅(qū)動(dòng)芯片控制

四臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的不同組合來達(dá)到控制車

體前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎各個(gè)方向，具體實(shí)現(xiàn)方法為當(dāng)兩臺(tái)12V電機(jī)同時(shí)順時(shí)針

轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)車體向前行駛；當(dāng)兩臺(tái)電機(jī)同

時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向后行駛；當(dāng)左側(cè)電機(jī)順

時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車體向右行駛；當(dāng)右側(cè)電機(jī)順

時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車體向左行駛；

(3)無線通訊模塊

無線通訊功能的實(shí)現(xiàn)主要利用了NRF24L01無線通訊模塊，該模塊具有傳輸速度高，抗干擾性較好，能連續(xù)收發(fā)多字節(jié)數(shù)據(jù)等優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)無線收發(fā)，我們獨(dú)立設(shè)計(jì)了一個(gè)發(fā)送模塊和一個(gè)接收模塊，每個(gè)模塊都有一片單片機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，以保證傳輸速度。

(4)扭力增大模塊

為使先小車獲得較大扭力，在拉動(dòng)重物以及爬坡的過程中，根據(jù)馬達(dá)的扭矩速度曲線，使小車運(yùn)行在最大扭矩對應(yīng)的速度下。同時(shí)根據(jù)需要，使用減速曲線將扭力進(jìn)行放大，以應(yīng)對比賽要求。

五、可行性分析：

機(jī)械部分采用輕質(zhì)有機(jī)塑料板制作，減少車身總體質(zhì)量，從而減少功耗，減輕了電

源負(fù)擔(dān)；采用減速電機(jī)傳動(dòng)，使動(dòng)力更加強(qiáng)勁行車過程更加平穩(wěn)，有利于克服較難的賽道要求；采用紅外較高靈敏度的紅外對管能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測賽道軌跡，同時(shí)由于循跡過程中車速并非很快，靈敏度較高的紅外對管檢測車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)狀況也是足夠的；L298N能夠輸出較大的功率，單個(gè)芯片用于驅(qū)動(dòng)進(jìn)行兩個(gè)減速電機(jī)也是足夠的；NRF24L01無線傳輸模塊發(fā)射頻率高，抗干擾性相對較好，同時(shí)兼容TTL電平，對于單片機(jī)控制也較方便。

六、創(chuàng)新點(diǎn)：

第四篇：動(dòng)力小車策劃

江森創(chuàng)意小車活動(dòng)策劃書

一：活動(dòng)背景

為提高當(dāng)代大學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐素養(yǎng)，推動(dòng)高校創(chuàng)新教育的發(fā)展，共青團(tuán)重慶大學(xué)委員會(huì)與重慶延鋒江森汽車部件系統(tǒng)有限公司聯(lián)合舉辦“創(chuàng)意動(dòng)力車”邀請賽。創(chuàng)意動(dòng)力車邀請賽是基于啟發(fā)學(xué)生利用無限創(chuàng)造力，提升學(xué)以致用的動(dòng)手能力，2014年江森自控在校園新啟動(dòng)的機(jī)械車大賽，不僅是一項(xiàng)邀請賽，更是學(xué)生與企業(yè)相互了解的平臺(tái)。2014江森自控創(chuàng)意動(dòng)力車邀請賽期待你的精彩綻放！

二：活動(dòng)目的本次活動(dòng)旨在培養(yǎng)同學(xué)們的動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為同學(xué)們在以后的工作生涯中打下一些基礎(chǔ)，啟發(fā)同學(xué)們利用自己所學(xué)的知識(shí)來創(chuàng)作出現(xiàn)實(shí)可動(dòng)的作品。

三：活動(dòng)組織

主辦：共青團(tuán)重慶大學(xué)委員會(huì)

承辦：機(jī)械工程學(xué)院團(tuán)委

協(xié)辦：重慶延鋒江森汽車部件系統(tǒng)有限公司

四：參賽對象

參賽對象須為我校具有正式學(xué)籍的在校學(xué)生，品學(xué)兼優(yōu)，在校期間未受任何處分。鼓勵(lì)參賽者跨院系、跨專業(yè)男女混合組建團(tuán)隊(duì)，2人為一組隊(duì)。五：活動(dòng)時(shí)間

2012年4月22日——5月22日

六：活動(dòng)內(nèi)容創(chuàng)意動(dòng)力車使用2升水，在不使用任何化學(xué)/電化學(xué)或其他任何輔助方式進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的前提下，僅通過物理方式將水變成小車前進(jìn)的所需動(dòng)力；參賽隊(duì)伍需要通過創(chuàng)意設(shè)計(jì)，使能量的到最大程度地轉(zhuǎn)換利用；比賽通過測量動(dòng)力車的垂直行駛距離評出優(yōu)勝團(tuán)隊(duì)。

七：活動(dòng)形式

兩人一組制作出自己的作品，在重慶大學(xué)舉辦初賽。各組進(jìn)行PK決出前三名，然后與重慶理工大學(xué)的前三名隊(duì)伍在重慶理工大學(xué)進(jìn)行友誼賽。

八：活動(dòng)具體內(nèi)容

（1）、前期宣傳、大賽的組織發(fā)動(dòng)（4.21——4.28）

1、在全校范圍內(nèi)充分做好本次大賽的宣傳，鼓勵(lì)廣大同學(xué)積極參加比賽。宣傳方式有：網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（重慶大學(xué)機(jī)械學(xué)院團(tuán)委網(wǎng)站）、海報(bào)、橫幅、宣傳單。

具體實(shí)現(xiàn)：A、在校園醒目處懸掛大賽橫幅（一食堂、竹林各一個(gè)）。

B、制作一定數(shù)量的創(chuàng)意宣傳海報(bào)張貼在各寢室樓下的黑板上方便同學(xué)們上下課時(shí)了解本次大賽。

C、印制大量的宣傳單，由大班長分發(fā)到各個(gè)班級的班長手中，進(jìn)而發(fā)放到每個(gè)同學(xué)處。

D、在機(jī)械學(xué)院團(tuán)委網(wǎng)站掛上相關(guān)比賽的信息及鏈接。

（2）、報(bào)名結(jié)束后整理工作

在4月28日報(bào)名結(jié)束后，對報(bào)名情況進(jìn)行整理，確定參賽隊(duì)伍數(shù)量以及有效的聯(lián)系方式，通知各個(gè)隊(duì)伍自行購買制作賽車所需材料，并告知他們務(wù)必在5月21日前完成賽車制作，以保證5月22日順利進(jìn)行比賽。

（3）、比賽的準(zhǔn)備工作

在5月22日比賽以前應(yīng)提前做好比賽的準(zhǔn)備。

A、比賽現(xiàn)場的清理工作。可以選擇籃球場或者操場跑道等平滑廣闊的區(qū)域進(jìn)行比賽，并在比賽開始前對現(xiàn)場進(jìn)行清理和賽道的劃分。（假如比賽當(dāng)天有雨，應(yīng)有應(yīng)急賽場。可提前聯(lián)系體育館。）

B、比賽隊(duì)伍的劃分。初步估計(jì)參賽隊(duì)伍在30隊(duì)左右，可提前通知隊(duì)伍負(fù)責(zé)人到工作人員出抽簽決定比賽順序。例如五隊(duì)五隊(duì)的進(jìn)行比賽，把賽場分為5個(gè)區(qū)域進(jìn)行比賽。（比賽順序不影響比賽結(jié)果）

C、比賽的主持人。提前選好比賽的主持人。主持人主要是對比賽現(xiàn)場的掌控，組織比賽順利進(jìn)行。

D、現(xiàn)場工作人員。如果五隊(duì)為一輪進(jìn)行比賽，應(yīng)至少有5個(gè)現(xiàn)場工作人員，在比賽結(jié)束時(shí)對五支隊(duì)伍的成績進(jìn)行測量。還應(yīng)有工作人員維護(hù)現(xiàn)場秩序，防止觀眾影響比賽的順利進(jìn)行。

E、比賽結(jié)果。比賽結(jié)果在比賽結(jié)束時(shí)馬上就出來。根據(jù)小車跑的垂直距離的長短決出第一、二、三名。由相關(guān)工作人員對一二三名的隊(duì)伍進(jìn)行通知信息，通知他們有一周的時(shí)間對自己的賽車進(jìn)行改進(jìn)，并制作PPT對自己的小車結(jié)構(gòu)及原理等進(jìn)行講解以便在5月29日在重慶理工大學(xué)的友誼賽中使用。

F、比賽結(jié)束后對比賽現(xiàn)場進(jìn)行清理。

（4）、友誼賽

為了搭建高校之間同學(xué)的互動(dòng)學(xué)習(xí)的交流平臺(tái)，重慶大學(xué)前三支隊(duì)伍將與重慶理工大學(xué)的三支出線隊(duì)伍在重慶理工大學(xué)進(jìn)行友誼賽，友誼賽包含作品設(shè)計(jì)理念展示和動(dòng)力車行駛比賽。（協(xié)辦方是否可以包車送三支參賽隊(duì)伍及工作人員和參賽隊(duì)伍的部分“粉絲”前往重慶理工大學(xué)參加友誼賽）

九、獎(jiǎng)勵(lì)方案

1.在友誼賽中，經(jīng)公平公正裁定，一等獎(jiǎng)的團(tuán)隊(duì)成員將各獲得蘋果平板電腦一臺(tái)；二等獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)成員將各獲得旅行箱一個(gè)；三等獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)成員將各獲得電影卡一張，其余三支隊(duì)伍將獲得精美禮品一份。

2.在友誼賽中，前三支獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)成員都將可以收到重慶延鋒江森汽車部件系統(tǒng)有限公司的公司級活動(dòng)邀請，包含：重慶延鋒江森十一周年慶典、重慶延鋒江森團(tuán)隊(duì)集會(huì)、重慶延鋒江森春節(jié)晚會(huì)、重慶延鋒江森“江森派”、重慶延鋒江森藍(lán)天計(jì)劃以及重慶延鋒江森實(shí)習(xí)和校園招聘優(yōu)先錄取權(quán)。

3.在友誼賽中，通過現(xiàn)場觀眾的投票，將在參賽的六支隊(duì)伍中產(chǎn)生“最佳人氣獎(jiǎng)”一名，獲獎(jiǎng)團(tuán)隊(duì)成員將各獲得拍立得照相機(jī)一臺(tái)。

十、經(jīng)費(fèi)預(yù)算

如果比賽當(dāng)天下雨的話，租用體育館需要 300元；

比賽成績測量卷尺15元*5=75元個(gè)；

橫幅、海報(bào)、宣傳單由協(xié)辦方提供暫不考慮費(fèi)用；

第五篇：無碳小車說明書

無碳小車說明書

（本小組選擇的競賽項(xiàng)目是競賽項(xiàng)目二）

一、小車整體說明

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，重物下落的過程中通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，將重物的重力勢能轉(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，給定一重力勢能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計(jì)一種可將該重力勢能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并可用來驅(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綜合評定成績。在設(shè)計(jì)要求中，驅(qū)動(dòng)部分是將物塊重力勢能轉(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，我們通過一個(gè)繩輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將重物的重力勢能轉(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，我們使用了一個(gè)齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，通過齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)和傳遞，使得在繩長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)簡單重量輕等要求。在這些要求上我們想過以下幾種方法來解決：

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憧墒箯膭?dòng)件得到任意的預(yù)期運(yùn)動(dòng)，而且結(jié)構(gòu)簡單、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。對于安裝誤差的敏感性問題我們可以增加微調(diào)機(jī)構(gòu)來解決。曲柄搖桿 結(jié)構(gòu)較為簡單，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，對輪子的加工精度要求很高，加工出來后也無法根據(jù)需要來調(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)臏喜郏瑘A柱凸輪做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過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)，通過一對嚙合的直齒輪機(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的能量損失，可通過使用潤滑油潤滑的方式來減小摩擦。小車傳動(dòng)及轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)簡圖如下

四、理論分析

（1）小車軌跡形狀及長度

我們是根據(jù)伯努利雙扭線來設(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。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)軌跡長度為S，驅(qū)動(dòng)軸齒輪對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