无碳小车PPT
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简易无碳小车.ppt
• 由此可以得到小车初始速度V1=4.27（m/s), 碰撞之后的速度为v2=4.3(m/s) • 小车能行驶的 距离为12.8（m)，即绕过障 碍物12个。
可以这么说，只要给定的参数一 定，小车一切在我们的控制之中
徽标：新时代
• 图示为两只手，一只为人的手，一只为机械手，， 一起怀抱地球。意思是通过人类自觉的努力，和利 用高科技的机械设备，会使地球变得更加绿色，更 加节能，人们的生活也会变得更加幸福快乐，从而 一个新时代即
所以 w 总 w1 w 2 0.05 0.05 sin 0.005 cos 0.5 cot 令 f ( ) 0.05 0.05 sin 0.005 cos 0.5 cot 对 f ( )求导取极限 得 62 时损耗的能量最少 w 0.298 ( J ) 所以取 62 根据式子 1， 2， 3，得到 r 0 15 mm
1 2 1 2 1 2 1 2 w m 0 ( v 0 v 1 )m 1 v 1 m 2 v 2 v 0 2 2 2 4 0 . 05 0 . 05 sin 0 . 005 cos
根据能量守恒有，碰撞损耗的能量w1
w 2 umg cos s 0.5 cot
得出 v00 .2 (m s)
F0=8.16（N）
小车的速度
r1 v1 v0 r0
重物碰撞之前的下落时 间是 t 3 .1 (s)
• 2.转向原理 • 根据要求，使小车走s形曲线，即要求小车转弯到 最远点要绕过障碍物7cm,并且小车要走过水平50cm 的距离。以200cm为周期，即
简易无碳小车
指导老师：伍利群 隆文革 设计者 ：李峰 黄沅根 卢志理 2010年11月12日
《无碳小车》PPT课件
LOREM
LOREM
h
19
重心位置要合理
LOREM
LOREM LOREM
LOREM
LOREM
h
20
理论验算
小车移动的距离为（以A轮为参考）
ds R d2
当转向杆与驱动轴间的夹角为α时，曲柄转过的角度为 θ1则与满足以下关系：
α=atan((sin(θ1/i2)*r1)/c) 当小车转过的角度为时，有
未来车人类 仇熠聪、孙敏杰、刘璐
h
1
小车的大致外观
h
2
设计前的分析
小车车体的设计 转向系统的设计 传动系统的设计 轨迹调整机构的设计 重力势能转化系统的设计 速度控制系统的设计
h
3
小车车体的设计
小车车体：承载小车的重量，连接 小车的各个部件，各个尺寸要求合 理，车体有较好的刚性，并且重量 较小，能最大限度的降低小车的重 心
h
4
转向系统的设计
实现小车转向轮的左右摆动，要求左右摆角要相等，有利于减小压 力角，并且要易于加工和调整，有较好的稳定性；
h
5
传动系统
实现动力的传递以及运 动的传递，并且要求前 轮与后轮有一定的传动 比，有利于提高能量利 用率和有较好的工艺性
h
6
方向调整 机构
实现小车整体摆动角度 的微调，调整小车的运 动轨迹，实现稳定的无 极调节；
0.3
0.2
0.1
0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
h
23
LOREM IPSUM DOLOR
《无碳小车》课件
建议
未来应加大科研力度，提高无碳小车的可靠性和安全性，同时也应加快技术进步、完善政策 法规以及鼓励投资和生产，推动无碳小车的发展。
3
国家政策的支持
未来政策的转变将使无碳小车得到更好地推广和应用。政府将加大对可持续交通 方式的支持，鼓励推广无碳小车作为替代交通工具。
结论
优点
无碳小车环保、节能、高效，是未来城市交通发展的重要方向，可显著改善空气质量、缓解 交通拥堵，成为城市居民出行不可替代的选择。
不足之处
无碳小车的问题主要集中在价格上，目前花费成本仍然高于传统燃油车。此外，充电不便、 续航里程还有待提升。
智能控制系统
无碳小车装备了智能控制系统，包括上位机、控制器、传感器等多种设备。可以实时监测能 量状态、车速、里程等数据，有效管理能源消耗。
能源管理
1
双向充放电
2
无碳小车电池具有双向充放电功能，能
够实现对电池的快速充电以及能量回馈，
提高电池的使用效率。
3
回收回能
无碳小车配备制动回馈系统，能将制动 过程中的动能转换为电能进行储存，回 收制动能量。
运输配送
无碳小车适合城市中小型货物 的运输配送，免于交通瓶颈和 尾气污染，同时提高了运输效 率，满足日益增长的快递和末 端配送需求。
未来展望
1
技术升级
未来无碳小车将建立更加完善的能源管理与控制技术系统，避免因反复充电和发 电而导致的能源消耗，提高无碳小车的使用效率。
2
生产效率的提高
随着工厂生产的成本和效率水平的不断提高，未来无碳小车的成本也将得到有效 控制，使无碳小车在大规模生产和销售的前景越来越好。
作为可持续交通方式之一，无碳 小车不仅为城市交通拓宽了选择， 还可以改善空气质量，缓解交通 拥堵，减少碳排放等，拥有十分 重要的意义。
未来应加大科研力度，提高无碳小车的可靠性和安全性，同时也应加快技术进步、完善政策 法规以及鼓励投资和生产，推动无碳小车的发展。
3
国家政策的支持
未来政策的转变将使无碳小车得到更好地推广和应用。政府将加大对可持续交通 方式的支持，鼓励推广无碳小车作为替代交通工具。
结论
优点
无碳小车环保、节能、高效，是未来城市交通发展的重要方向，可显著改善空气质量、缓解 交通拥堵，成为城市居民出行不可替代的选择。
不足之处
无碳小车的问题主要集中在价格上，目前花费成本仍然高于传统燃油车。此外，充电不便、 续航里程还有待提升。
智能控制系统
无碳小车装备了智能控制系统，包括上位机、控制器、传感器等多种设备。可以实时监测能 量状态、车速、里程等数据，有效管理能源消耗。
能源管理
1
双向充放电
2
无碳小车电池具有双向充放电功能，能
够实现对电池的快速充电以及能量回馈，
提高电池的使用效率。
3
回收回能
无碳小车配备制动回馈系统，能将制动 过程中的动能转换为电能进行储存，回 收制动能量。
运输配送
无碳小车适合城市中小型货物 的运输配送，免于交通瓶颈和 尾气污染，同时提高了运输效 率，满足日益增长的快递和末 端配送需求。
未来展望
1
技术升级
未来无碳小车将建立更加完善的能源管理与控制技术系统，避免因反复充电和发 电而导致的能源消耗，提高无碳小车的使用效率。
2
生产效率的提高
随着工厂生产的成本和效率水平的不断提高，未来无碳小车的成本也将得到有效 控制，使无碳小车在大规模生产和销售的前景越来越好。
作为可持续交通方式之一，无碳 小车不仅为城市交通拓宽了选择， 还可以改善空气质量，缓解交通 拥堵，减少碳排放等，拥有十分 重要的意义。
S型无碳小车设计ppt课件
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
8
2 整体设计思路
。
17
3 结构设计及参数选
择
车轮轴的尺寸见图3-4
图3-4 车轮轴尺寸
图3-5 绳轮轴的尺寸
18
3 结构设计及参数选
择 槽轮轴尺寸见图3-6
图3-6 槽轮轴尺寸
图3-7 转向轴尺寸
19
3 结构设计及参数选
择 槽轮轴尺寸见图3-6
图3-6 槽轮轴尺寸
图3-7 转向轴尺寸
15
确定3 结情构设计况及参下数选，凹轮槽的宽度尺寸由转向 转向最大择转向角度为 。转向轴心与
两轴心距离为85mm。在SolidWorks草 凹槽的中心距离，参见图3-3。
图3-3 凹槽中心距示意图
16
3 结构设计及参数选
择
转向轮的设计
转向轮随着轴向轴的偏转而 偏转，转向轮起到调整小车 转弯的作用，转向轮不应过 大，一般小于后轮的尺寸， 设定转向轮的半径为25mm
。这里设定车轮转过3圈，则可以计算出无碳小车的车轮半径为 =126.8mm，为了方便制作取半径为 =125mm
齿轮的确定
确定了无碳小车的车轮半径后，根据
(3-5)
ds= *d =
其中齿轮2于齿轮1的传动比i=
12
3 结构设计及参数选
择 可知齿轮1和齿轮2的传动比决定了无碳小车初始速度的大小，适当 的调节齿轮的转动比，确定齿数大小的比例，从而可以得出齿轮半
无碳小车八字绕行课件
速度控制
在八字绕行的过程中，需要在适当的时候加速或减速，以适应赛道的变化。同时还需要注意控制小车的速度，以 避免在转弯时出现速度过快导致失控的情况。
CHAPTER 04
无碳小车八字绕行的优化策略
优化路径规划的方法
01
02
03
优化路径规划算法
采用更高效的路径规划算 法，如遗传算法、蚁群算 法等，以寻找最优的路径 。
调整小车的悬挂系统和车轮位置，确保小车在运动过程中保持平衡。
实验方法与步骤
步骤二：实验操作 将电源连接到无碳小车，确保小车的电机正常工作。
将测量工具放置在起点和终点之间，测量小车行驶的距离和时间。
实验方法与步骤
01
02
03
04
操作小车完成八字绕行，注意 观察小车的运动轨迹和速度变
化。
步骤三：数据记录与处理
实践教育
通过设计和制作无碳小车，可以培 养学生的实践能力和创新思维，提 高对物理原理的认识和理解。
无碳小车八字绕行的历史与发展
历史
无碳小车八字绕行的历史可以追溯到20世纪初期，当 时一些物理学家和工程师开始探索利用物理效应驱动 的小车设计。随着技术的不断发展，无碳小车八字绕 行的设计和制作技术也不断完善和提高。
精细化控制
通过增加路径规划的精细 化控制，实现小车在行驶 过程中的平稳性和准确性 。
建立动态模型
根据环境变化建立动态模 型，实现小车对环境的自 适应能力。
调整小车的机械结构
优化车轮设计
改进车轮的设计，提高车 轮的抓地力和行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稳定性 。
调整车体结构
优化车体的结构，减轻小 车的重量，提高小车的响 应速度和稳定性。
CHAPTER 02
在八字绕行的过程中，需要在适当的时候加速或减速，以适应赛道的变化。同时还需要注意控制小车的速度，以 避免在转弯时出现速度过快导致失控的情况。
CHAPTER 04
无碳小车八字绕行的优化策略
优化路径规划的方法
01
02
03
优化路径规划算法
采用更高效的路径规划算 法，如遗传算法、蚁群算 法等，以寻找最优的路径 。
调整小车的悬挂系统和车轮位置，确保小车在运动过程中保持平衡。
实验方法与步骤
步骤二：实验操作 将电源连接到无碳小车，确保小车的电机正常工作。
将测量工具放置在起点和终点之间，测量小车行驶的距离和时间。
实验方法与步骤
01
02
03
04
操作小车完成八字绕行，注意 观察小车的运动轨迹和速度变
化。
步骤三：数据记录与处理
实践教育
通过设计和制作无碳小车，可以培 养学生的实践能力和创新思维，提 高对物理原理的认识和理解。
无碳小车八字绕行的历史与发展
历史
无碳小车八字绕行的历史可以追溯到20世纪初期，当 时一些物理学家和工程师开始探索利用物理效应驱动 的小车设计。随着技术的不断发展，无碳小车八字绕 行的设计和制作技术也不断完善和提高。
精细化控制
通过增加路径规划的精细 化控制，实现小车在行驶 过程中的平稳性和准确性 。
建立动态模型
根据环境变化建立动态模 型，实现小车对环境的自 适应能力。
调整小车的机械结构
优化车轮设计
改进车轮的设计，提高车 轮的抓地力和行ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ稳定性 。
调整车体结构
优化车体的结构，减轻小 车的重量，提高小车的响 应速度和稳定性。
CHAPTER 02
《无碳小车8字》课件
后续展望
展望无碳小车8字应用的未来和发展，以及解决交通问题的新思路。提供相关 资源和资料，鼓励更多人加入减少环境污染的行动。
总结
简要回顾课件的内容和要点，强调环保的重要性，并鼓励大家使用无碳小车8字来减少环境污染，共同建设可 持续发展的未来。
Q&A
解答听众提出的问题，消除疑虑，提供相关资源，以促进进一步的学习和交 流。
设计原理
探索无碳小车8字的设计原则，比如轻质材料、高效能源利用和空气动力学设计等。详细解释设计原理及其优 点。
制作流程
深入了解无碳小车8字的制作流程，提供制作材料清单和制作过程所需的工具 和步骤。让你能够亲身体验制作的乐趣和成果。
实践演示
通过展示无碳小车8字的实际使用效果，你将亲自见证其优秀性能和创新特点。详细演示使用过程和关键技巧。
《无碳小车8字》PPT课件
探索无碳小车8字的创新设计和环保力，为你带来一场关于可持续交通的精 彩冒险。
简介
无碳小车8字是一种环保交通工具设计，利用清洁能源实现零碳排放。本课件将介绍无碳小车8字的概念，并概 述后续内容。
环保意义
为了保护环境，我们需要采取行动。介绍环保的重要性，并阐明无碳小车8字的环保优势和可持续发展。
无碳小车PPT
设计方案
驱动装置：质量为一千克的重块从距小车平板565mm位置上（ 驱动装置：质量为一千克的重块从距小车平板565mm位置上（落 565mm位置上 500mm+重块高65mm）下落。 重块高65mm 差500mm+重块高65mm）下落。通过细线以及滑轮连接到小车驱动轴 上。经过这样一个系统可以实现把重块的重力势能转化为小车的动 能。 传动系统：通过齿轮齿数的不同，来改变传动比，以确保固定 传动系统：通过齿轮齿数的不同，来改变传动比， 的周期。 的周期。 转向机构：通过双曲杆摇柄机杆连接槽轮及前轮， 转向机构：通过双曲杆摇柄机杆连接槽轮及前轮，使转向轮按 照严格的正弦曲线形走，实现最终的预想轨迹。 照严格的正弦曲线形走，实现最终的预想轨迹。 车身体：多处掏空，减轻重量。载重利用槽机构， 车身体：多处掏空，减轻重量。载重利用槽机构，既减轻了重 又保证重物不滑落。 量，又保证重物不滑落。
问题处理：转向轮提前、降低车身板确保平稳。 问题处理：转向轮提前、降低车身板确保平稳。
轨迹图
感谢您的聆听！ 请评委点评指导！
实体俯视图
驱动装置：滑轮及梯形轴完美设计。 驱动装置：滑轮及梯形轴完美设计。 传动装置：利用改变传动比调整周期。 传动装置：利用改变传动比调整周期。
转向机构：正弦曲线槽轮机构。 转向机构：正弦曲线槽轮机构。
材料选择：铝质轻、易加工、高精度。 材料选择：铝质轻、易加工、高精度。
简单轻便的小车存在一个问题，平稳度不够。 简单轻便的小车存在一个问题，平稳度不够。
辽宁省首届大学生工程训练 综合能力竞赛
参赛队伍： 参赛队伍：沈阳理工大学应用技术学院代表队 指导教师： 指导教师： 参赛选手： 参赛选手：
设计原理
给定一重力势能，根据能量转换原理， 给定一重力势能，根据能量转换原理，设计出一个 轻便、 轻便、巧妙并且精准的将重力势能转换为机械能并可以驱 动小车的装置。 动小车的装置。
《无碳小车》课件
01
02
03
04
转向系统概述
无碳小车的转向系统负责控制 车辆的行驶方向。
工作原理
通过改变重物的重心位置，利 用重力产生的扭矩实现转向。
转向机构
转向机构通常采用线性和非线 性两种类型，根据设计需求选
择合适的机构。
调整与校准
根据实际运行情况，对转向系 统进行调整和校准，确保小车
行驶稳定。
无碳小车的行走系统
控制精度问题
总结词
无碳小车的控制精度问题主要集中在如何精确地控制小车的 行驶方向和速度，以保证小车能够按照预定的路径行驶。
详细描述
由于无碳小车的尺寸较小，控制精度的要求非常高。一些解 决方案包括使用高精度的传感器和控制器，以及优化控制算 法。此外，通过模拟和测试，可以不断调整和改进控制参数 ，以提高控制精度。
动力系统概述
无碳小车的动力系统是 其核心部分，负责提供
前进的动力。
动力来源
无碳小车的动力来源于 重力势能，通过重物下 降释放能量，转化为小
车的动能。
能量转换效率
由于能量转换过程中存 在损失，因此需要优化 设计以提升动力系统的
效率。
维护与保养
定期检查动力系统各部 件的磨损和紧固情况，
确保其正常运行。
无碳小车的转向系统
行驶稳定性问题
总结词
无碳小车的行驶稳定性问题主要集中在如何保证小车在行驶过程中保持稳定，避免发生 侧翻或偏离路径。
详细描述
由于无碳小车的尺寸较小，其行驶稳定性容易受到路面状况、风力等因素的影响。一些 解决方案包括优化车身结构、增加稳定性装置（如轮距可调的轮子）和使用先进的传感 器和控制系统。此外，通过模拟和测试，可以了解不同路面状况和风力条件对小车行驶
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标志说明
（1）设计说明： 整个徽标是一个椭圆形的圈，包围着一个加油机字样的N和英文字母“CAR”， 代表着“No Carbon”无碳，简单明了地说明了这届大赛的主题。同时，英文字 母“CAR”也代表着我们所做的无碳小车。其次，选用绿色为标志的主色调，代表 着绿色环保，和谐自然。且外面的椭圆圈，代表着能量的意识，说明了势能与动 能相互转换的过程。同时，椭圆圈又是一圈圈跑道，代表着无碳的道路永无止境。 最后，以整体上看，整个图形像一只眼睛。看着远方，对未来全球实现无碳充满 希望。 （2）材料：45钢 （3）制作：激光打标机 喷漆
※ 创新点简述
本小车采用的转向方案中，曲柄是在一 个圆盘上，在不改变小车机构的前提下，可 以调节曲柄和连杆的长度，从而避免了安装 时的局限。同时，可以根据两个障碍物的距 离改变后，相应的调节曲柄和连杆的长度， 以适应不同宽度的赛道。此外，后轮可以根 据不同赛道的地面更换相对应材料的外胎。
驱动轴3与细绳2的连接处为阶梯槽型，局部放大图如下：
全国大学生工程训练综合能力竞赛命题原则
◆创新设计能力 ◆制造工艺能力 ◆实际操作能力 ◆工程管理能力
1、设计说明
2、方案说明
下面请大家看一下机构仿真
3、计算部分
通过整理以上方程，带入合理参数，使用 Matlab软件分析得到小车的运动轨迹。（如 下图）
参数确定 单位：mm 转向轮与曲柄轴轴心距 b=145; 摇杆长c=32; 驱动轮直径D=120; 驱动轮A与转向轮横向偏距 a1=78 驱动轮B与转向轮横向偏距 a2=78; 驱动轴与转向轮的距离d=145; 曲柄长r1=22; 绳轮半径r2=16
① 启动阶段（时间很短）：细绳绕图中的左边大轴运 动，此时驱动转矩大于阻尼转矩，重块加速下降； ② 匀速阶段（时间较长）：细绳绕图中的中间中轴运 动，此时驱动转矩约等于阻尼转矩，重块以较低的 速度匀速下降； ③ 结束阶段（时间较短）：细绳绕图中的右边小轴运 动，此时驱动转矩已经小于阻尼转矩，但是由于惯 性小车依然运动，重块减速下落至车架，碰撞产生 的能量损失较小。
三、可行性分析
1、无碳小车结构简单，用材合适，整个小 车涉及齿轮，车骨架等材料，价格低廉， 有效的节约资源。
2、从技术层面角度讲，该小车适合大学生 自主研究，完全按照机械设计原理实现， 充分锻炼了大学生的动手动脑能力；
3、该小车的构造符合命题的要求，利用重 物的重力势能进行了有效的转化。
四 、 项 目 进 度 安 排
5、修改零件的参数，运行小车，使其达到最优 值。
恳请各位评委提出宝贵意见！
1、解读命题要求，联系指导老师，设计实现命 题的基本方案；对设计的方案进行修改，进一步 优化细节，增加方案的可行性； 2、确定制造小车所用的材料，测试小车在行驶 过程中的阻力系数，计算其行走的最优距离，以 此来到达最大限度的转化重力势能； 3、确定阶梯槽的尺寸以及绕线的方法，使重块 的阶段性下降得以实现；计算驱动轮半径、涡轮 蜗杆的转速比以及凸轮摆杆机构的轮廓，使其适 即可使小车周期性转向； 4、根据计算的数据，生产各种零件，将其组装 进行性能测试；
第三届全国 指导老师：李长虹
讲解提纲
方 案 背 景
方 案 原 理
可 行 性 分 析
进 度 安 排
一、方案背景
全国节能减排的政策与方针 ★低碳理念：树立低能耗、低污染、低排放为基础的生活观。 ★两型社会：落实构建资源节约型和环境友好型社会的方针。