“8”字轨迹无碳小车凸轮逆向仿真分析与设计

为了实现无碳小车完成特殊对称“8”字形轨迹并绕过预设障碍桩，文中采用一种通用的无碳小车凸轮设计方法，通过对影响轨迹的各个参数进行分析，使用余弦曲线拼接出了G2级曲率连续曲线，提出了基于凸轮摆杆机构和SolidWorks软件中Motion的轨迹逆向分析方法。通过优化设计更换由绕桩轨迹仿真逆推的凸轮零件，完成不同类型的特殊对称“8”字形轨迹，并对小车进行了正向运动仿真和小车最终行走轨迹试验，验证了该方法的可行性及准确性。     

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。     

基于MATLAB的双“8”字无碳小车轨迹仿真分析及其结构设计

无碳小车以重锤的重力势能为唯一动力来源,通过设计实现有效连续避障最长行程。文中针对双"8"字无碳小车,基于MATLAB进行小车轨迹仿真分析,建立了其运动几何模型。为增加轨迹重复性,一个双"8"字轨迹拆分后由凹槽凸轮运动2个周期控制;针对小车中的凸轮轮廓、驱动轴等进行了结构设计。小车运行结果表明,该小车全程轨迹重复性良好,每圈轨迹偏移量较小,无撞桩情况发生,在桩距为350 mm时,最高可跑24圈。     

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。     

基于凸轮机构的8字S轨迹无碳小车

根据全国大学生工程训练综合能力竞赛中无碳小车的设计要求,结合模块化理念,利用SolidWorks软件,基于凸轮机构对8字S轨迹无碳小车进行了设计。通过分析无碳小车的任务轨迹,设计得到无碳小车的参数,应用MATLAB软件进行数据优化与轨迹仿真,输出无碳小车的凸轮轮廓。基于理论数据加工制作无碳小车实物,进行试验调试。在凸轮机构与其它机构的配合下,经过试验调试的无碳小车运行平稳,可以精确行驶出8字S轨迹。     

环“S”形势能无碳小车设计与仿真

设计一款由重力势能提供能量,能够自动避开障碍桩行走的无碳小车。无碳小车由凸轮摇杆机构实现转向、齿轮机构实现传动,根据前后轴距离A、主动轮偏距E设置无碳小车参数,运用MATLAB、SOLIDWORKS软件模拟仿真其运动轨迹。通过微调机构调整无碳小车运动轨迹,使该车能够精确地按照预定轨迹运动并自动绕开障碍桩。     

基于圆柱凸轮机构的“8字形”无碳小车设计

根据第五届全国大学生工程实训大赛的要求,设计并制作基于圆柱凸轮结构的"8字形"无碳小车。根据规划的无碳小车理论轨迹,对小车的传动机构和转向机构进行了设计和参数计算,得出了小车的运动方程,结合Solid Works中的Motion分析对小车运动轨迹进行仿真,并对圆柱凸轮等关键参数进行优化。试验结果表明,该无碳小车能完成11次"8字形"寻迹运动,实现了按预定轨迹行走的目的,验证了该机构的合理性。     

新型无碳小车凸轮的设计与仿真

工程训练大赛新型S环型赛道的无碳小车设计,虽然方案有很多种,用控制变量法是最简单直接的方案。此次新型S环型赛道是一次全新的项目,除了考验无碳小车零件制作精度和装配精度外,还要解决按照大赛给出的参数让小车完成规律绕桩的动作。在确定无碳小车的基本结构和运动规律后,借助于软件和相应的参数就能推导出控制变量法最重要的零件凸轮,凸轮也是此方案成功与否的关键。     

无碳小车双“8”字形轨迹结构设计

针对2018年第六届全国大学生工程训练综合能力的命题"8"字形赛道常规赛的要求,对无碳小车进行创新设计。通过重锤的驱动,经过一系列的传动机构传给主驱动轮,通过基于盘形凸轮的转向机构,带动小车按照预定轨迹,跑出双"8"字形的轨迹。通过微调机构和限位孔在现场拆车、装车后能够尽快迅速恢复原始定位。结果表明,该无碳小车能完成22次双"8"字形绕桩运动,验证了机构的合理性。     

S环型无碳小车逆向设计方法研究

以凸轮机构作为传动,设计了一款针对S环型赛道的无碳小车结构,基于逆向设计思维并结合比赛路线要求设计出合理的凸轮轮廓的设计方法。基于控制变量法,在确定无碳小车基本结构的情况下,获取摆角随步数变化规律,继而获取推杆运动规律,同时参照给定赛道在MATLAB平台不断调整,直至获取最佳参数与对应的最优推杆运动规律,最终推导出凸轮轮廓。实验表明,该方法操作难度适中,可行性强,可推广到其它较为复杂的赛道中去,为后续无碳小车的设计工作提供了一定的理论与技术支持。     

重力驱动的避障小车设计与制造

设计了一种以重力势能驱动且具有方向控制功能的自行小车,能以"8"字形轨迹循环运行,并自动避开放置在其间的障碍物。小车采用凹槽凸轮推杆机构实现精确转向,对相关机构进行了详细设计。仿真和实物实验结果表明该设计能较好地实现绕"8"字形轨迹运行要求,为无碳小车及相关机构应用研究提供参考价值。     

“双8”字轨迹无碳小车的结构设计与分析

第七届福建省大学生工程训练综合能力竞赛中,"双8"字赛道要求设计制造一种以砝码重力势能为动力源的"双8"字形运动无碳小车。该无碳小车利用重力势能转换为动能驱动行走和转向,并最终实现预定轨道的运动。文中利用凸轮顶杆机构,提出了一种结构简单、易于生产制造的方案,希望为以后相关的比赛提供指导和参考意见。     

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,...     

“S环形”轨迹运动的热驱小车设计

文中以热力势能作为驱动力,通过带传动与齿轮传动将动力传递给车轮与转向机构,驱动小车按照预定的“S环形”轨迹做连续避障运动。依照竞赛规则及驱动小车的最低功耗设计出一款单缸配气式自由活塞斯特林引擎作为热驱小车的原动机构,基于理论分析与MATLAB仿真对结构尺寸及轨迹进行优化,确定小车的传动比、齿轮齿数、模数、后轮半径等参数。通过将热驱小车的理想行进轨迹对照凸轮均分的“N”等分,使凸轮每次转动的度数与推杆位移相对应,利用前轮转角推导凸轮推程的方法,求解凸轮轮廓曲线。运动仿真结果显示,热驱小车能够按照理想轨迹行驶,并能够有效地避开障碍桩。最后,按照模拟仿真的分析结论将热驱小车制作成实物并加以测试,利用螺旋传动的微调机构修正小车的行进轨迹偏差,测试的结果与模拟仿真基本相同,进一步验证了热驱小车设计方法的有效性与可行性。     

重力小车的结构设计与功能测试

设计了一款能够利用砝码的重力势能自主绕过固定障碍物完成8字往复运动的重力无碳小车。叙述了该无碳重力小车的能量转换、支撑、行走、转向等结构的设计思路和功能实现的原理。重点介绍了凸轮的设计方法：先借助MATLAB迭代计算出凸轮的形状，然后将计算所得数据导入SolidWorks软件进行建模仿真，验证重力小车的行动轨迹。在仿真轨迹和预设轨迹基本一致的基础上，完成实物制作和实验测试，进一步验证设计的正确性，为无碳能源的利用提供思路和参考。     

S型轨迹无碳小车运动特性研究

为研究S型轨迹无碳小车的运动特性,进而对其进行优化设计及调整。通过对利用连杆机构实现转向的S型轨迹无碳小车转向机构的运动特性进行研究,建立了曲柄转角与前轮转角的数学关系模型,并利用MATLAB对其转向机构特性进行了仿真,得到了曲柄转角和前轮转角的关系图;建立了小车运动轨迹的数学模型,得到了影响运动轨迹的参数及其规律,找到了轨迹幅值的相关量,并利用MATLAB对小车运动轨迹进行了仿真。最终得到了桩距为0.9 m、幅值为0.095 m的最优余弦轨迹,此时曲柄长度为21 mm,为S型无碳小车的设计及调整提供了理论指导。     

基于逆向分析法的双8字形无碳小车设计

为了设计能够行驶出双8字形轨迹的无碳小车,对无碳小车的工作原理进行了分析,并采用逆向分析法对无碳小车的结构进行了设计,同时应用MATLAB软件进行数据处理和轨迹仿真模拟。通过调试表明,所设计的无碳小车行驶出了双8字形轨迹,并且行驶平稳。通过设计验证了逆向分析法的优越性和无碳小车设计的合理性。     

S型无碳小车凸轮转向机构研究与试验

为了获得运动规律对称且易于微调的S型无碳小车转向机构,提出了凸轮-摇杆滑块的机构模型,采用ADAMS软件对其进行运动学仿真。首先通过参数化建模的方法研究并设计摇杆滑块机构,然后通过反求法获得凸轮轮廓,最后建立凸轮-摇杆滑块机构整体仿真模型。仿真结果表明,该机构输出的运动规律对称,符合转向要求。同时,设计一套试验装置来验证仿真结果,试验数据表明了仿真模型的正确性与研究方法的可行性,所建仿真模型为S型无碳小车凸轮转向机构设计与相关应用提供参考,所设计试验方法为仿真模型验证与加工装配精度检测提供思路。     

无碳小车轨迹的逆向分析方法

大学生工程训练综合能力竞赛中,无碳小车运行轨迹的分析是调整小车使之迅速适应比赛场地并精确稳定运行的先决条件,然而选手大都没有一套完整的轨迹分析流程,需要花费大量时间调整小车使之走出理想路线。因此通过对影响轨迹的各个参数进行分析,提出基于空间凸轮机构的"8"字形无碳小车轨迹的逆向分析方法,建立理想轨迹数学方程,通过数学建模计算出小车各个参数及理论运行轨迹,并通过运动仿真及小车最终行走轨迹验证了方法的准确性。     

基于MATLAB的凸轮转向设计与研究

该文以设计一种自避障无碳小车为目的,介绍了无碳小车凸轮外轮廓的设计方法。该方法创新于以往的设计方法,采用路线预设、智能优化、数据分析、模块设计、运动仿真等方法进行设计。通过预设的路线坐标和无碳小车的基本数据,借用MATLAB逆推出凸轮外轮廓曲线,此种方法可以有效的解决无碳小车各种避障功能的问题,还可以依据无碳小车行进路线的变换自由调整,并通过智能优化修改小车行走路线得到最优路线,最后再通过Solid Works Motion分析模块进行运动仿真来验证凸轮设计的准确性。验证结果表明这种无碳小车凸轮的设计方法可行有效,能够解决比赛的各种避障问题,为之后的竞赛提供了设计思路。