“双8字”无碳小车寻迹原理研究及结构设计

无碳小车是一种以重锤的重力势能为唯一动力来源、具有连续避障功能的三轮小车。首先,对小车的绕行轨迹进行具体分析,将小车绕行的"双8字"轨迹抽象成数学模型,通过曲线积分,求出"双8字"轨迹总长;其次,对影响轨迹的各个参数进行研究,完成小车整体结构优化设计;最后,对所设计的小车进行模拟仿真,修正参数,并根据仿真结果制作出能量损耗少,轨迹重复性高的"双8字"无碳小车。     

无碳小车的优化设计

设计了一种能量损耗小且具有自动方向控制功能的无碳绕障小车。分析了小车的模型结构和转向机构,应用Matlab软件对小车的运动轨迹进行仿真计算。实践确认,这一无碳小车结构合理,行驶平稳,符合性能设计要求。     

S形无碳小车的设计

为配合第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题主题"重力势能驱动的自控行走小车越障竞赛",采用AutoCAD、Catia等三维软件,根据机械结构设计理念,通过分析计算小车的传动机构和行驶路径等问题,设计出了一种依靠重力势能驱动,行驶路线为S形的无碳小车,驱动该小车行走及转向的能量是由一质量为1 kg的标准砝码所具有的重力势能提供的,符合能量守恒定律。通过Pro/E软件对小车传动机构进行运动学仿真,没有发现该结构设计出现死点、干涉等现象,证明小车结构设计合理。     

以势能驱动的涡卷弹簧储能小车研究

设计了一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的涡卷弹簧储能自行小车。该自行小车在前行过程中能自动避开赛道上设置的障碍物,无须采用其他形式的动力源。从概念设计、详细设计等方面完成了小车的设计,该小车由转向系统、储能系统和传动系统等子系统组成,其中储能系统用以储存重物的部分势能而后再进行能量的释放,使得小车运行距离更远。该小车的设计为无碳小车的研究提供了指导意义。     

无碳势能车的运动仿真与结构设计优化

基于第六届江苏省工程能力训练竞赛项目,自主设计并制作1台具有方向控制功能的无碳势能驱动车,行走过程中按照转向机构的控制在相应的轨迹上运动,且完成所有运动所用能量均由重力势能转换,不使用任何其他形式的能量.采用UG以及Matlab等软件对无碳小车进行结构创新设计以及优化分析.经实践装配验证,小车能够完成规定绕桩活动,验证了优化的可行性.     

基于RSSR机构的双“8”字避障无碳小车的设计

根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛中"8"字形赛道避障行驶常规赛要求,设计并制作了一种基于空间四杆机构(RSSR)的双"8"字避障无碳小车。根据RSSR机构的运动特性得出小车的运动方程,并运用MATLAB对小车理论轨迹进行了仿真,对RSSR机构参数进行优化,得出最佳轨迹时RSSR机构的各参数。最后对小车进行实际调试,小车运行平稳,能有效行驶双"8"字轨迹,并避开了间距为300～400 mm的障碍物,验证了RSSR机构作为小车转向机构的合理性。     

“S”形轨迹无碳小车的结构设计

针对第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛题目,设计一辆通过重力驱动的纯机械结构的无碳小车,且小车具有周期性越障功能。通过所学知识,设计并制作该小车,参加比赛。设定不同的参数,借助工程软件MATLAB对小车的轨迹进行仿真计算。通过分析,设计出一辆满足比赛要求的小车。并且通过调试证明,小车能够稳定行驶,具有较高的可靠性。     

无碳小车底板结构参数的优化分析

针对目前全国大学生工程训练综合能力竞赛-无碳小车竞赛中的侧翻问题,开展初始设计,建立了小车转向的力学模型,仿真小车运行速度与底板宽度的关系。根据仿真分析结果,制作了无碳小车。仿真与实际运行结果表明,小车运行平稳;对小车底板的侧翻临界宽度进行计算,得到了小车设计速度与底板最小宽度之间的关系曲线,并得出小车设计速度为2m/s时,小车侧翻的临界宽度为80mm。     

论一种可行的8字形无碳小车

针对2015年第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛主题为”以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车”,驱动其行走及转向的由给定重力势能转换而得到的。设计一种小车,该小车特点是：小车采用单轮驱动,避免小车启动时摩擦力较大能量损失过多：采用锁止弧、曲柄摇杆机构实现小车的精确运行,行驶的更远。通过第四届全国大学生工程训练综合能力竞赛小车结构可行性得到验证。本设计为在现实生活中很常见,给“8”字运动轨迹相似的产品提供了良好的借鉴,有很好的发展前景。     

车载型风力发电机能源补充装置

介绍了一种车载风力发电机,装备在南极探索小车上,是一种直线翼型垂直轴风力发电机,其结构小、重量轻、制作简单。首先研究了其结构特性,包括了风轮、塔架和发电机三大构成部分;对风机在工作状态及暴风状态两种情况下的受风载荷及其塔架稳定性问题进行了探讨,验证了风力发电机在强风下的可靠性。提高车载风机的风载稳定性可以从增大探索小车自重的稳定力矩和减小风载荷倾覆力矩两方面入手,为下一步制定合理的能量传输控制系统,实现车载风力发电机的稳定持续工作奠定了基础。     

以正弦机构控制转向的无碳自行小车研究

设计了一种以重力势能驱动的正弦机构控制转向的无碳自行绕障小车。该小车以提供的标准砝码的重力势能(400 J)作为能量来源,无需提供其他形式的能量输入。小车由转向控制系统、机械传动系统和行走控制系统等子系统组成,其中转向控制系统根据正弦机构的原理进行设计。通过建立数学模型和MATLAB模拟仿真得到小车各参数的优化值,最后经过试验验证得到:以正弦机构作为无碳小车的转向控制机构,小车运行平稳,其运行轨迹为"8"字形,能有效绕开赛道上的障碍物。该小车的设计为无碳自行小车的整体设计提供指导意义。     

电控小车方案设计比选

按照第四届河北省省赛的竞赛要求,通过电控小车的方案设计比选,选择一种满足竞赛要求且能量损耗低的方案,为电控小车的设计及优化提供参考。     

基于C51单片机的智能循迹小车设计与实现

介绍了一种基于C51单片机的智能循迹小车。设计了以AT89S52单片机为核心,通过QTI红外传感器检测路面黑线的控制系统。单片机根据传感器信号控制360°伺服舵机,实现小车左右轮的速度和方向的控制。系统电路结构简单。实际测试证明,该系统控制下的小车具有很好的识别能力,为轮式机器人的设计制作提供了参考。     

基于Arduino单片机的智能快递小车设计

本文介绍了一种基于Arduino单片机的智能快递小车的设计方案。这种小车具有自动循迹、自主避障且制作成本低廉的特点,可实现快递的智能运输和投取。小车采用了超声波传感器与红外线传感器相结合实现避障功能,借助黑标传感器来进行路面循迹,将机械臂与颜色传感器相结合,实现对快递的智能识别及收取。经过多次路面模拟实验,证明了该设计方案在智能投取、运输快递上具有非常出色的效果。     

基于FPGA的嵌入式双轮自平衡小车系统设计

本次设计研究了基于FPGA的嵌入式双轮自平衡小车的工作原理,利用Altera公司提供的DE0开发板制作了一套双轮自平衡小车系统。所谓双轮自平衡小车,是指小车只具有两个轮子能够自己实现平衡。小车两侧装着具有独立功能的步进电机,以用来驱动两个轮子的转动。在DE0开发板的控制下,可从倾角传感器接收到倾角信号,通过PID控制算法控制步进电机的正反转和速度,从而使小车保持动态平衡。     

轧机支承辊换辊装置箱体的加工

本文主要介绍了4100mm热轧机支撑辊换辊装置中移动小车箱体的加工制作工艺,就如何保证箱体满足设计要求的加工与装配精度进行了阐述。     

基于工程训练的无碳小车“变距行走”的创新优化设计

江苏省第三届大学生工程训练综合能力竞赛的设计作品为无碳小车,并在往年的基础上提出了进行变距的要求,根据能量转换原理,利用重力势能驱动带动具有方向控制功能的小车行走规定的路径。依据机械原理和机械设计基本知识,选择合理的结构形式,设计出一种完全依靠重力驱动行驶并可以变距的绿色环保型小车,通过MATLAB进行轨迹模拟和实车调试发现:设计的小车不仅结构简单,性能良好,并且适应行走不同间距的障碍物,符合了竞赛的要求。     

基于轨迹分析的S型无碳小车设计

3D打印技术作为一种新型加工技术,在制造业中应用越来越广泛。为使小车结构更加简单、实用,针对S型无碳小车进行了轨迹分析,根据轨迹分析设计无碳小车,并通过SolidWorks进行运动仿真分析,然后利用3D打印技术进行制造,最后进行装配调试实验,结果表明,小车运行平稳,能量利用率高。     

小型低频电磁式振动能量采集器的制作及其特性研究

典型的环境振动能量采集器件采用片状的悬臂梁弹簧结构,当这种类型器件的尺度为mm量级时其共振频率较高,这在实际应用中难以与环境中低频振动源进行机械耦合。为此,提出一种回形弹簧结构,并结合电磁感应发电原理,设计和制作了一种低频电磁式振动能量采集器件。在该器件中,使用厚度为100μm的304不锈钢片制作回形弹簧,使得器件的共振频率低至17.8 Hz。整个器件由回形弹簧、Nd Fe B永磁体、自绕线圈和支座组成,外形尺寸为28 mm×28 mm×16 mm。实验测试表明,当激励振动的振幅为500μm时,器件的开路峰值电压为1.82 V,输出功率为1.1 m W。     

自动循迹小车的设计与实现

设计与实现了一种可以自动循迹的小车。该小车能在0.6～0.9 mm的细铁丝轨迹上自动循迹行驶,同时能准确检测到在任意直道铁丝段上放置的硬币并给出报警,小车的行驶时间和行驶距离实时显示在显示屏上。该小车系统以Arduino为控制核心,采用TI公司的LDC1000电感数字转换器模块作为金属循迹传感器,结合驱动模块、电源模块和显示模块共同完成了上述各项要求。该系统具有性能稳定、硬币检测准确、行驶速度快等特点。