重力势能驱动的电控越障无碳小车.doc

摘要:本文主要介绍了重力势能驱动基于光电传感器的控制方向的电控越障无碳小车设计与制造，说明了一种符合机械类大学生的学习结构以及竞赛要求的新型无碳小车的设计灵感来源，以及设计步骤，设计计算，数据选用、零件加工工艺及整体装配等制作步骤。主要介绍了一种非传统意义的无碳小车的机械结构构成、零件加工工艺、零件加工方式、装配工艺以及方向控制系统等。

该新型无碳小车利用1kg的重物从400mm高度下落的重力势能转化为动能驱动小车行进，小车行进所使用的能量均由此能量转化而来，不耗费别的电能等能量，而该小车的方向控制由5号碱性电池配合单片机、传感器以及舵机等来实现。主要分为三个阶段，方案设计是其中的第一个阶段，主要是认真审阅比赛的要求，确定无碳小车的设计方案，整体选用三轮车结构，后面两个轮为驱动轮，前轮为转向使用的小轮，使用一级齿轮传动，确定小车的使用材料以及传感器、单片机的选用。设计计算结构阶段主要是进行计算，确定齿轮的大小，车轮的尺寸大小，底盘高度等技术参数。制作调试阶段主要是撰写无碳小车的重要零件加工工艺及流程，并且将小车零件进行加工装配，然后进行小车的轨迹以及平稳性调试，从而发现问题改进问题或者重新设计不合格的零件等。

在完成本次毕业设计的同时，激发了我对科学研究与探索的兴趣，提高了自身机械操作实践能力，培养了我的创新意识，完成该设计涉及到了机械设计，机械原理，理论力学、工程材料、数学等专业知识，还需要动手实践能力、零件加工能力、装配调试能力等大学生应有的基本能力。

关键词：重力势能；结构设计；加工工艺

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 概况-1

1.2 小车功能设计要求-1

1.3 小车整体设计要求-2

1.4 小车设计方法-3

2 小车各个重要机构设计-4

2.1 车架的设计-4

2.1.1 车架材料的选用-4

2.1.2 车架的模型设计-4

2.2 驱动机构的设计-5

2.2.1 滑轮设计-5

2.2.2 绕线轴设计-5

2.3 传动机构的设计-7

2.3.1 齿轮的设计-7

2.3.2 传动轴的设计-8

2.3.3 轴承的选用-10

2.4 行走机构设计-11

2.4.1 行走方式的确定-11

2.4.2 驱动轮的设计-11

2.4.3 前轮的设计-11

2.5 减速机构设计-12

2.6 转向机构的设计-12

2.7 控制系统的设计-13

2.7.1 检测及控制思路-13

2.7.2 器件选择及实施方案-13

2.7.3控制方式说明-14

3 重要零部件设计-16

3.1 后轮设计-16

3.2 双联轮设计-16

3.3 前后轮轴支架设计-18

4 小车部分零部件加工工艺-20

4.1 车底盘加工工艺-20

4.2 前后轮支架加工工艺-20

4.3 传动轴加工工艺-20

4.3 前轮加工工艺-20

5 三维模型的建立-21

6 小车装配及调试-21

总  结-22

参 考 文 献-23

附录A 转向系统（控制程序）-24

致    谢-26