本次竞赛命题要求中,以给定的能量设计三轮小车带动给定负载进行避物运行。本方案设计中,整体分为前轮转向,动力设计,成本分析三大部分展开设计。
动力设计方面,采用了二级传动,对于机械传动效率的要求也就更高了。在起步、行进中与停止阶段,通过绕线桩的形状,给予主动轴不同的扭矩,更好的带动小车。
成本分析中,没有考虑制作工具的相关成本,如果可以实现底板的一次成型,将会减少工序,增大精度要求。同时其费用也将加大。综合成本,暂且不能确定。
在小车的转向方案中,我组一直在是采用凸轮+连杆机构还是采用曲柄连杆+摇杆机构实现转向中不断分析和讨论,通过分析得出,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。而曲柄连杆+摇杆机构结构简单,制造方便,精度易获得。故采用此机构来实现转向。
小车在半张标准乒乓球台(长1525mm、宽1370mm)上,绕相距一定距离的两个障碍沿8字形轨迹绕行,绕行时不可以撞倒障碍物,不可以掉下球台。障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒,相距一定距离放置在半张标准乒乓球台的中线上,以小车完成8字绕行圈数的多少来综合评定成绩。见图3。
图3: 竞赛项目二所用乒乓球台及障碍设置图
一、比赛要求
携带在本校制作完成好的作品,在集中比赛现场,使用大赛组委会统一提供的势能重块,(¢50×65 mm普通碳钢,质量为1Kg),在半张标准乒乓球台(长1525mm、宽1370mm)的上,绕放置在中线上相距不小于300mm距离(具体距离自定)的2个障碍物沿8字形轨迹绕行,出发点自定,绕行时不可以撞倒障碍物,不可以掉下球台,势能重块在整个绕行过程中不允许掉落。每队有3次机会,计算时,采用3次成绩中最好成绩。
一个成功的8字绕障方式为:小车在没撞倒障碍物、没掉下球台的情况下,行走轨迹为绕过两个障碍的封闭8字形,两个障碍分别在8字的一个封闭环内。比赛中,小车应重复上述动作,直至小车停止,障碍被撞倒后,裁判会扶起。小车绕障过程中每成功完成一个8字绕障得12分;完成8字绕行,只绕过1个障碍,得6分;完成8字绕行,没有绕过障碍,
得2分;绕障过程中,一次绕过2个障碍,按只绕过1个障碍计分;没有完成8字绕行,不论是否绕过障碍,均不得分。障碍物被撞倒或被完全推出定位圆区域(¢20mm),视为没有绕过障碍;小车擦碰障碍,障碍物未倒,也没将障碍物推出定位圆区域,视为通过。势能重块脱离小车、小车停止或小车掉下球台比赛结束。
九 参考文献
【1】机械原理课程设计手册 重庆大学出版社 第二版
【2】机械原理 西北工业大学机械原理及机械零件教研室 第七版
【3】哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.北京:高等教育出版社,2009. 【4】Matlab 教程R2011a 北京航空航天大学出版社 【5】林清安 Proe视教基础教程
【6】互换性与技术测量 中国质检出版社 第六版