一種新環型勢能無碳小車設計

1 工況要求

假設驅動車場地為5200mm×2200mm長方形平面區域(如圖1所示)，沿直線賽道中心線上放置4個障礙樁，最初障礙樁是從出發線開始按平均間距1000mm擺放。

小車運行方向必須為逆時針，缺口處放置活動隔板，第一障礙物和第四障礙物位置不變，中間兩根障礙物(第二根障礙物和第三根障礙物)的位置在-300～+300mm范圍內沿賽道同向調整。

2 環型無碳小車結構設計

為保證小車按預期軌跡行駛，小車基本結構應包括傳動機構、原動機構、行進機構、轉向機構、微調機構等?？紤]到行進過程中轉彎的影響，為防止小車側翻及車輪打滑，因此小車行進速度不宜過快，行進過程要盡量平穩，整車重心要低。由于小車全部驅動能量來自砝碼下落所產生的重力勢能，因此小車在傳動過程中應使能量損失盡可能的小，以保障小車能夠行駛更遠的距離。同時，為使加工方便，小車整體結構應盡量簡單。

要做好農村小學校的管理，管理者的知識結構、人格修養、處事風格、能力水平等等都是重要的因素，這需要管理者做教育教學的標兵、做為人處事的楷模、做引領發展的智者。

2.1 傳動機構設計

由于小車在行駛過程中所獲總能量為定值，故在設計中要求能量損失低，因此要求傳動效率高，能量損失低。通過對比分析帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動三種不同傳動形式的優缺點可知齒輪傳動具有傳動效率高、傳動比恒定、結構簡單等優點，故用于小車傳動機構中最為合適。

在實際應用中發現，圓錐形繞線輪雖然具有足夠的啟動轉矩驅動小車行進，但存在著一定缺陷。若錐形繞線輪錐度過小，則會使得小車啟動后持續保持加速運動狀態，易造成小車運行速度過快從而發生滑移甚至側翻現象，且會造成小車理論行駛距離變短。若錐形繞線輪錐度過大，在繞線操作過程中極易發生脫線等情況，不易操作。

經綜合考慮，小車采用凸輪推桿機構作為其轉向機構，如圖5所示，凸輪與繞線輪同軸并由繞線輪驅動進行同步轉動，推桿與前輪支架相連帶動前輪擺動，進行左轉或右轉。通過設計凸輪形狀，保證前輪左右轉角角度與小車當前所在位置相對應，實現了小車轉向問題。

為使小車獲得更遠的行進距離，傳動比應盡量大些，并且各級傳動比分配要合理，避免單擊傳動比過大造成小齒輪磨損加劇，導致齒輪壽命變短。小車齒輪模數為1，Z

=120，Z

=Z

=20，Z

=110。總傳動比為i。

i=i

*i

=33

2.2 原動機構設計

3.深推“兩學一做”，貫徹學習精神。公司領導班子以身作則、率先垂范，每月積極參加黨委中心組集中學習，各黨支部、黨小組通過講黨課、學習研討、知識競賽、黨員輪訓、撰寫學習心得等多種方式深入學習宣傳貫徹黨的十九大精神和習近平總書記系列重要講話精神及治國理政新理念新思想新戰略，不斷武裝頭腦、指導實踐，以高度的責任擔當精神，用實際行動和強力舉措推動黨的十九大精神落地生根、開花結果。

2.3 行進機構設計

小車在行進過程中，由于受到加工精度、安裝精度、環境因素及人工啟動誤差等影響，其運動實際軌跡與理論軌跡必將出現一定偏離，因此需要設立微調機構對誤差進行修正以盡量減少該偏移值。小車微調機構由微分頭及一組微調塊組成，如圖7所示，通過旋轉微分頭從而改變推桿與小車前輪之間的初始夾角角度，從而達到改變小車運行軌跡的目的

。

2.4 轉向機構設計

為使小車按規定路線行進，小車需要具備一定規律的轉向，其前輪需要按照當前所在位置左轉或右轉至某一角度。并且由于小車運動速率是連續的，因此前輪轉彎曲率不能突變過大，以免產生側翻和滑移。轉向機構是小車的核心機構

，對于該機構的要求包括結構簡單、準確度高、運行平穩等。

目前，伊拉克國內主要分為3股勢力：南部人口占伊拉克多數的什葉派、北部的庫爾德人以及巴格達以北以及以西的遜尼派。根據伊拉克戰后各方達成的政治默契，伊政府總理由什葉派擔任，議會議長由遜尼派擔任，總統由庫爾德人擔任。歷史上處于領導地位而戰后政治上被邊緣化的遜尼派不愿接受新的政治秩序。

凸輪設計采用以下思路，將凸輪平分為N份，當凸輪轉動(360/N)°，主動輪運動距離為L。設定前輪轉角θ，已知參數前后軸距離 A、主動輪偏距E、節點距離 L，由 MATLAB軟件計算出凸輪基圓半徑R0

。其運動仿真曲線如圖6所示。

1)在溫室中，通過與非靜電對比試驗可以看出在靜電作用下霧滴粒數和平均粒徑的沉降分布狀態得到了明顯的改善，已經達到了生物最佳粒徑20～50μm的防治需要，能夠實現現代噴霧的要求。

2.5 微調機構設計

小車在轉彎時，左右輪上勢必會產生差速，因此在不采取措施的情況下，差速會影響小車運行的穩定性并使后輪產生滑移，一方面將會產生滑動摩擦，使得能量被大量消耗，另一方面小車行駛軌跡也會與預定軌跡產生偏移，影響小車的正常繞障。因此小車采用單輪驅動，并將轉向輪與驅動輪放在同一側(如圖4所示)，這樣的單輪驅動可以避免轉彎時產生的差速影響。

(1)小車在材料選擇上，支撐桿、前支撐座、前纏線輪及套筒等部分部件可以使用3D打印

，成型精度高，成型速度快，節省了大量人力與物力

。

3 原動機構優化

齒輪傳動雖然效率高，但仍有部分能量損失，考慮到為使傳動效率盡量高，應使用較少對齒輪進行傳動，從而使得傳動過程中能量損失最小。然而，為小車行駛距離盡可能遠，應采用較大傳動比使重物下落相同的距離時小車行駛的距離更遠。綜合以上情況，故采用二級齒輪傳動?？紤]到啟動時，小車需要的啟動轉矩較大，而在行駛過程中所需轉矩較小，因此需要設計一錐形繞線輪過渡小車運行時所受轉矩，通過控制繞線輪的徑向矢量來實現對小車驅動轉矩的調節，從而控制小車行進速度，獲得較大的行進距離，提高小車整個運行系統的穩定性。傳動機構示意圖如圖2所示。

基于上述情況，設計一種帶擋邊的螺旋繞線輪，利用擋邊及螺旋凹槽固定細繩的纏繞軌跡，從而簡化人工操作。同時采用大錐度過渡啟動部分至穩定運行部分的繞線，使小車在具有足夠啟動轉矩的同時，在啟動后有擁有較小的轉矩使得小車穩定行進，避免了小車在運行過程中因行進速度過快而產生的不良影響。螺旋繞線輪如圖9所示。

原動機構作用為將砝碼下落消耗的重力勢能轉化為驅動小車的機械能。因此應使原動機構在滿足功能需求的前提下盡量簡單。小車采用定滑輪、繞線輪、細線及相關支撐構成原動機構，其原理圖如圖3所示。定滑輪采用同心大小輪結構

，可依據實際地面摩擦力的大小調整細繩纏繞位置，使得小車能夠適應不同場地，經實際測試，將大小輪直徑確定為1：1.5。細繩一端系在砝碼上，另一端通過定滑輪纏繞在繞線輪上。纏繞繞線輪時要逐級纏繞，使得細繩逐漸向圓錐半徑增大的方向纏繞。通過這種結構設計，可以使小車獲得足夠的啟動轉矩驅動其行駛，并在行駛過程中基本保持較低的速率運動，可有效防止小車速度過快導致的車輪側滑或車身傾翻。支撐構件中的支撐桿采用鋁管材料，原因是其質量輕且剛度大，可以在滿足支撐強度的同時盡量減少小車整體重量。

4 加工工藝與實際調試

4.1 加工工藝

實際微調機構如圖8所示。微調機構對小車運行軌跡影響如下：擰緊微分頭，使得推桿與前輪夾角減小，小車整體左偏；擰松微分頭，使得推桿與前輪夾角增大，小車整體右偏。

存在價值是衡量一件物品的主要標準，針對非物質文化遺產，應當主動結合其文化價值與使用價值兩方面，如此才能體現及具備一定的市場受眾和突出其自身的市場價值。

(2)為方便軸承等標準部件的安裝，對于軸零件在加工時應適當倒角，加工后可用砂紙打磨后拋光，去除零件表面毛刺。小車裝配完成后可用潤滑油進行潤滑，以減少零部件支架的磨損。

(3)由于受加工精度、安裝精度及環境因素等影響，小車在加工安裝后的運行軌跡將會與預期軌跡產生偏差，若此偏差較小，可通過微調機構進行調整；若偏差過大，則需要對凸輪進行修正。為避免材料浪費及方便調整凸輪參數，可先采用亞克力板加工凸輪進行調試。在經過對凸輪多次修正后，可再采用鋁合金等材料加工凸輪。

4.2 實際調試

在實際調試環節中，確定小車發車點位置、小車發車角度及初始凸輪角度極為重要。在確定小車發車位置及發車角度時，可先通過微調機構調整小車整體運行軌跡，使其接近于理想軌跡，之后通過不斷微調小車位置及使用微調機構不斷調整，確定小車最佳發車位置及角度。根據調試結果，對于發車角度及發車位置進行測量并記錄下來，以便提高發車的成功率。

⑦地方政府確保投入。地方各級政府要將水土保持治理經費列入當年年度財政預算，并隨著財政收入好轉逐步增加水土保持工作經費。根據規劃，每年市和縣級財政應當安排治理水土流失生態修復投資1 000萬元以上，確保目標任務的全面完成。

5 結論

通過SolidWorks建模及Matlab仿真設計出一種環型賽道無碳小車，利用凸輪機構實現了小車精準轉向，并且對原動結構中的繞線輪進行了創新性設計，使得小車具有啟動轉矩大、運行平穩、行駛距離遠、操作簡單等優點。同時設計了微調機構對于小車運行軌跡進行調節，使得小車具有良好的適應性，小車小車整體示意圖如圖10所示。

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