此时 F0= G× Φ /D 做功分析——
设：S为小车行走距离，mm，η为小车总效率， F0 × S =G× 500mm× η 则： S =G× 500mm× η / F0
前面防滑计算得出：F0 ＜ Ff = P0 g × f 可见：
（1）为了增大小车行走距离； （2）为了避免能量损失不打滑；
（3）在保证能够驱动小车行走的前提下， F0 越小越好。
3.2具体设计方法
3.2.1原动机构（驱动装置）
如图1，重物的重力作为小车的驱动力，设计中要尽可能多的把 重物的势能转化为小车的势能，尽可能的使车匀速运动，也尽可能减少物体下落过程和小车行进过程中的能量损失。
方案:
1.重物通过轻绳跨过定滑轮连接到驱动轴的T型轴上，启动时要求驱动力比较大，轻绳从原动轴的大端开始（M=FR得F=M/R），有利于启动。
2．启动后，原动轴的半径变小，转速相应的提高，转矩变小，设计使其刚好能和阻力相平衡，实现小车匀速运动。
3.当物块与小车距离相近时，由于要减小小车的速度和重物下降速度，原动轴的半径再次变小，绳子的拉力不足以使原动轮匀速转动，但是由于物块的
惯性，仍会减速下降，原动轮的半径变小，总转速比提高，小车缓慢减速，直到停止，物块停止下落，正好接触小车。
4.此结构中还设计有防止砝码在下滑过程中摆动的相应机构，这样就那保证砝码稳速小落，减少能量损失。
图1
3.2.2传动机构（传动装置）
传动机构的功能是把动力和运动传递到转向机构和驱动轮上。要使小车行驶的更远及按设计的轨道精确地行驶，传动机构必须传递效率高、传动稳定、结构简单重量轻等。
方案：传动机构可通过直齿轮、锥齿轮、带轮等装置来传动，通过比较和分析，带轮具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸震等特点但其效率及传动精度并不高。而齿轮具有效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定等一
系列优点。因此在需用传动装置的情况下优先考虑使用齿轮传动,如图2。
图2
3.2.3转向机构
转向机构是本小车设计的关键部分，直接决定着小车的功能。转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦耗能，结构简单，零部件易获得等基本条件，同时还需要有特殊的运动特性。能够将旋转运动转化为满足要求的来回摆动，带动转向轮左右转动从而实现拐弯避障的功能。能实现该功能的机构有：凸轮机构+摇杆、曲柄连杆+摇杆、蜗杆涡轮机构、曲柄摇杆、差速转弯等等。 1.凸轮机构
凸轮：凸轮是具有一定曲线轮廓或凹槽的构件，有内凸轮和外凸轮两种，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。
优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动；缺点：较难得到精确的凸轮轮廓曲线，轮廓加工也比较困难。
在本小车设计中由于：凸轮轮廓加工比较困难、尺寸不能够可逆的改变、精度也很难保证、重量较大、效率低能量损失大（滑动摩擦）因此不采用。见图3和图4。
图3（内凸轮）
图4（外凸轮）
2.曲柄连杆+摇杆
图5
优点：运动副单位面积所受压力较小，且面接触便于润滑，故磨损减小，制造方便，易获得较高精度；两构件之间的接触是靠本身的几何封闭来维系的，它不像凸轮机构有时需利用弹簧等力封闭来保持接触。
缺点：一般情况下只能近似实现给定的运动规律或运动轨迹，且设计较为复杂；当给定的运动要求较多或较复杂时，需要的构件数和运动副数往往比较多，这样就使机构结构复杂，工作效率降低，不仅发生自锁的可能性增加，而且机构运动规律对制造、安装误差的敏感性增加；机构中做平面复杂运动和作往复运动的构件所长生的惯性力难以平衡，在高速时将引起较大的振动和动载荷，故连杆机构常用于速度较低的场合。
在本小车设计中由于小车转向频率和传递的力不大故机构可以做的比较轻，可以忽略惯性力，机构简单，利用MATLAB进行参数化设计并不困难，加上可以利用轴承大大减小摩擦损耗提高效率。对于安装误差的敏感性问题我们可以增加微调机构来解决，本设计方案如图6。