基于MATLAB对8字S型无碳小车的设计

基于全国大学生工程训练大赛中无碳小车的要求,提出并设计一种绿色的行驶方法,以重力势能带动小车进行8字S型轨迹的运动.为实现避障功能,选用凸轮推杆机构来控制小车前进方向,凸轮采用MATLAB模拟仿真进行设计,从而完成小车按照规定路线行驶的任务.因赛道轨迹为8字S形状,赛道总行程较大,所以此方案设计对齿轮传动进行设计优化,...     

重力势能驱动方向控制无碳小车的设计

基于曲柄滑块转向机构原理,设计了一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的无碳小车。建立了重力势能驱动的无碳小车的数学模型,以最大程度增大无碳小车轨迹重合度为目标,运用Simulink通过仿真分析得到最佳无碳小车绕障碍物的行驶参数。针对无碳小车结构尺寸的多样化,提出了一种能计算出最佳小车绕行的障碍物间距和初始摆放角度的后续处理方法。探讨了提高小车运行平稳的方法与措施,提高了小车的运行精度。确定了小车的结构参数及总体方案。实验表明:采用优化后的无碳小车结构和绕行参数,能够最大程度地增加轨迹绕行重复度。该小车为无碳小车的设计提供了指导意义,为相关机构的应用研究提供参考价值。     

基于重力势能环形驱动车的结构设计

根据第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛要求，设计了一种以重力势能为唯一能量、具有连续避障功能的重力势能环形驱动车。在设计过程中，采用点集拟合方式，利用Sol i dWorks生成凸轮，再基于Sol i dWorks Mot i on仿真形成的轨迹来优化凸轮，由凸轮推杆机构控制小车转向行驶；通过齿轮机构放大传动比，增大势能驱动车行程；最后制作出样车，调试验证行驶轨迹。该设计获得了湖北省一等奖，响应了国家科技发展战略，实现了真正意义上的无碳。     

三轮式重力势能小车大角度转弯性能优化

根据第3届全国大学生工程训练综合能力竞赛题目要求,采取不同策略,设计了一种两前轮转向,单后轮驱动的三轮重力势能绕障小车,以圆柱槽凸轮驱动转向梯形作为转弯机构。针对上一届竞赛中出现的小车行驶轨迹因打滑而不稳定和不可重复的问题,分析研究了小车在赛道上多次重复完成大角度转弯运动的动力学模型,优化了转向系统设计参数,并通过仿真及竞赛实战验证了优化效果。     

基于MATLAB的“8”字形无碳小车轨迹仿真及其设计方法

根据第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求,文中设计并制造了一种将重力势能转化为机械能并能实现“8”字形轨迹行走的小车。运用UG NX12.0设计无碳小车“8”字形优质理论轨迹。为保证行走轨迹的重复性、防止行走过程的卡顿和翻车,将UG NX12.0得到的点集导入MATLAB进行轨迹仿真,修正影响轨迹的参数,从而获得满足设计要求的凸轮轮廓。采用SoildWorks建立无碳小车的三维模型并对其结构进行分析。小车运行结果表明：小车行走轨迹重复性好,能完成2.5次“8”字形轨迹,顺利绕过30个障碍桩,行走29.5 m。该无碳小车结构设计合理,在实际比赛中荣获省级一等奖,轨迹仿真及设计方法适用范围广,对此类工程竞赛及其他机构的设计开发具有较大工程指导意义。     

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。     

基于凸轮控制的双8字无碳小车

根据全国大学生工程训练综合能力竞赛试题,基于凸轮控制设计了双8字无碳小车。对小无碳车的行驶轨迹进行了理论分析与合理预设,将行驶轨迹抽象为数学模型,利用第一类曲线积分计算双8字轨迹总长。应用解析法建立凸轮轮廓简谐运动数学模型,基于MATLAB软件生成凸轮轮廓线。将无碳小车前轮运动抽象为质点运动,得到质点运动所有轨迹点的离散坐标,并应用MATLAB软件对无碳小车行驶轨迹进行模拟仿真。在设计与仿真的基础上,制作无碳小车实物样机,通过测试确认无碳小车行驶平稳,轨迹重复性高。     

基于“轨迹分析法”的无碳小车微调机构的创新设计

无碳小车是一种具有方向控制功能,以重力势能驱动的自行小车。为了解决无碳小车在制造误差、装配误差影响下运动轨迹不准确的问题,首先对小车运动轨迹进行数学分析,建立小车的运动轨迹方程。再利用Mathematica对小车的运动轨迹进行仿真实验。然后对影响轨迹变化的误差来源和误差形式进行了分析总结。基于此"轨迹分析法",提出将千分尺和蜗轮蜗杆机构引入到微调机构中的设计方法,得到了一种比以往调节精度高的微调机构和微调方法。通过实物样机测试,新的微调方案在轨迹修正中取得了很好的效果,为微调机构的设计提供了新的思路。     

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。     

“S”型无碳小车技术创新与应用

根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题要求,设计一种将重力势能转化为动能的无碳小车,辅以转向机构、可调机构使小车实现"S"型轨迹且不等桩距的绕桩功能。     

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。     

Spring equilibrator theory for static balancing of planar pantograph linkages

Static spring balancing theory for planar pantograph linkages is developed using a potential energy approach. Application of this theory achieves static balancing of pantograph linkages in a gravitational field throughout the full range of motion by guaranteeing perfect energy transfer between system gravitational and elastic potential energies. The general planar pantograph linkage is addressed by means of four pantograph types where each type represents a different revolute/prismatic joint arrangement. Equilibrator design for two of these pantograph types represents a first introduction of equilibrium theory to include linkages having prismatic pairs. Applications for walking machine leg design and for vertical plane selective compliance assembly robot design are discussed.     

液压提升装置重力势能回收系统的研究

针对液压提升装置下行过程中负载重力势能转化为热能耗散的问题,提出了一种新型的全液压势能回收系统。介绍了新型势能回收系统的结构和工作原理,并对势能回收系统中液压蓄能器、液压泵/马达及其变量机构的参数进行匹配。应用AMESim建立仿真模型,对系统的操控性能和势能回收效果进行仿真研究。结果表明,新型势能回收系统能够实现液压提升装置重力势能的回收,势能的回收效率随着负载的增大而提高,并逐渐趋于稳定。系统操控性能良好,能够控制液压提升装置以不同速度稳定下行,不受负载大小的影响。     

ADVISOR仿真软件在并联混合动力汽车动力性能开发中的应用

利用ADVISOR仿真软件,对某款超级电容式并联混合动力汽车在各种工况(如不同的发动机、电机的参数匹配)下进行动力性能仿真。仿真结果表明,采用ADVISOR的混合动力汽车动力系统设计方法是有效合理的,可推广用于相关混合动力新能源车型设计。     

Transformation of static balancer from truss to linkage

This paper presents a transformation method by which a static balancer of a truss is transformed into static balancers of various mechanisms. For conventional design methods the kinematics and potential energy of every mechanism should be computed to design a static balancer. For the proposed design method, however, no computation of kinematics and potential energy is necessary to obtain static balancers of various mechanisms, once a static balancer of a truss has been designed. The concepts of the Baranov truss and associated linkage are adopted to determine transformation relations. Conversion rules are developed in the viewpoint of gravitational torques and deletion rules are determined to apply conversion rules to the design equation. Static balancers of various mechanisms (four-bar linkage, slider crank mechanism, Watt mechanism and sliding mechanism derived from the watt mechanism) are derived from those of the five-link and seven-link Baranov trusses in this paper. Simulations results showed that complete gravity compensation is achieved for all derived mechanisms from Baranov trusses.     

液电混合半主动驱动机械臂储能系统设计及仿真

针对传统工程装备机械臂重力势能浪费及运行特性差等问题,提出利用高功重比液压缸辅助小功率电机械执行器驱动机械臂的液电混合半主动驱动系统.其中,电机械执行器主动控制机械臂运行,改善运行特性;液压缸与蓄能器连接,构成储能平衡系统,用于平衡机械臂自重,回收利用重力势能.根据电机械执行器与液压缸不同组合方式,提出3种驱动方案,以...     

汽车制动能量回收系统的方案探索

气压式制动能量回收系统是通过回收利用汽车制动时所消耗掉的动能,使之成为汽车启动时的辅助动力来实现节能功能的一种装置。其主要功能系统分为能量回收部分和能量利用部分。其中能量回收是通过把机械能转化为压缩空气的势能来实现的。该装置利用了一直被忽视的汽车制动时消耗的大量能量,对汽车节能省油提出了新的思考,将是汽车节能方面的一个新突破。     

液压驱动机械臂势能回收利用研究工作进展

液压缸驱动的机械臂,由于自身重量较大,举升过程中会累积很大的重力势能,在下降过程经过液压阀的节流作用转换为热能耗散掉,不仅浪费能源,还需要额外的冷却装置进行散热,进一步增加系统的能耗和成本,解决方法是高效率地回收和利用这部分能量。对重力势能电气回收利用方式和液压回收利用方式的国内外研究现状进行全面的分析对比,根据重力势能回收和再利用过程能量的转换方式与传递路径,分析电气回收利用、蓄能器直接回收利用、闭式泵控与蓄能器组合回收利用、机械臂重力蓄能器预充压平衡四种方法的优点和不足。最后,对全新的能量转换次数少、传递路径短、各环节效率高的液压和电气混合驱动机械臂工作原理、能效特性做分析,并给出试验测试结果,研究成果对设计和推广应用高能效液压缸驱动的机械臂具有重要的指导意义。     

现代汽车车身设计方法的研究和展望

在汽车新车型设计开发过程中 ,汽车车身设计是直接影响设计成功与否的重要因素。本文通过与传统车身设计方法的比较 ,系统阐述了利用计算机辅助车身设计仿形方法的设计步骤 ,以及它的主要特点和目前应用的现状。同时还根据设计方法发展的规律 ,展望了未来汽车车身设计方法发展的方向和特点。     

燃料电池轿车整车碰撞氢安全评价方法

随着新能源汽车的不断推广,燃料电池轿车的相关技术也得到了深入研究和长足的发展。相对于传统的内燃机轿车来说,燃料电池轿车因为将氢气作为动力源,在发生碰撞时就要考虑如何来确保整车的氢安全。现基于某款燃料电池轿车的整车碰撞氢安全设计思路,采用有限元碰撞模拟分析方法,探讨了燃料电池轿车的碰撞氢安全评价方法。