无碳重力势能小车设计全套 CAD图纸+说明书 1271
无碳小车的机构与运动分析
1 无碳小车的设计要求设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换来的。
竞赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许从小车上掉落。
要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均来自重物重力势能转换，不可使用任何其他的能量来源。
要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。
要求小车为三轮结构。
2 无碳小车机构运动设计和性能分析图1 无碳小车机构简图小车由重物下降通过尼龙线带动绕线轮为小车提供动力，由零件1，2,3,4,5无碳小车的机构与运动分析吴朝春 西南交通大学机械工程学院 四川成都 611756组成的曲柄连杆机构控制前轮的摆动实现小车的导向，利用齿轮传动将动力传递到后轮轴实现小车的驱动。
同时为了更好的实现小车的性能要求：位移路程比V、位移S、、跑偏量L、绕桩数N，对小车五大机构进行最大程度优化。
3 无碳小车机构分析3.1 无碳小车的结构组成无碳小车主要有五大机构构成： 1）支撑机构：小车的骨架，是各机构布置的基础；2）原动机构：提供小车运动的装置，实现重物块重力势能转变为小车的动能； 3）传动机构：将原动机构一部分能量传递到转向机构；4）转向机构：完成小车的导向，保证小车实现预定轨迹运行； 5）驱动机构：实现小车的前进 。
3.2 支撑机构的设计车辆底板承受较大的载荷，而且要求在强度足够的情况下，重量尽可能地小。
考虑到重量、加工成本等，底板采用3mm 厚的铝合金加工压制制作，底板前端叠加一块加固板增加转向部分的强度；后轮主轴支架，大齿轮轴支架采用5mm 厚铝合金板制作，而且采用一体成型的方法，减小零件数量。
铝的材料密度小，强度较大，而铝合金的性能更优于普通铝制材料，适合用来制作支架。
其次，为了制作和携带方便，将重物支撑架单独制作，将每一根支架杆两端攻螺纹，最后用螺栓固定到底板上。
无碳小车设计研究
无碳小车设计研究针对全国大学生工程训练综合能力竞赛题目，要求设计一辆S型或者8字型无碳小车，竞赛命题是以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行装置。
文章主要分别介绍了无碳小车S型与8字型的异同点，使人们对无碳小车有更深入的了解。
标签：无碳小车；8字型与S型区别；结构设计1 8字型无碳小车1.1 设计简图8字型无碳小车以重力作为驱动力，具有自动转向功能。
小车的综合性能以越障能力作为评优标准。
设计的结构简图如图1所示1.2 小车整体设计8字型无碳小车结构是由原动机构、传动机构、转向机构和调节机构组成的。
其中原动机构的动力是由重物下落时的重力势能转化而来；传动机构可以采用齿轮传动；转向机构是由曲柄摇杆结合不完全齿轮构成；调节机构则通过调节螺丝来完成。
1.3 加工制作车底板因为不需要承受很大的压力，精度要求不是非常高，考虑到质量轻，并且加工方便以及成本低等因素，决定用铝合金薄板加工制作成三角形式底板。
可以利用&=4mm铝合金板的边角废料，节约且易加工。
1.4 转向机构转向机构是本小车的关键部分，尤其8字型小车要求十分严格。
能实现转向控制的机构通常有：曲柄连杆+摇杆，曲柄摇杆，凸轮机构+摇杆和差速转弯等几种方式。
通过实际对比分析可得出，凸轮机构虽然结构简单，紧凑，但轮廓轨迹加工和计算难度较大。
而曲柄连杆+摇杆，其工作原理简单明了，加工和零件设计均易实现。
该结构可将旋转运动转化为满足实际要求的往复直线运动，进而使得摇杆带动转向轮做周期性左右转动来实现拐弯避障功能。
为了减少因紧固连接而造成的摩擦损耗，可以在连杆两段使用万向节。
万向节转向灵活，机构紧凑可购买。
既提高了转向精度又降低了成本，此转向机构具有结构易加工，成本低，调节稳定等优点。
1.5 动力转换机构动力转换机构的功能是将重块的重力势能转化为主动轮的驱动力，从而把重力势能转换为小车前进的动能。
其中简单易行的方案是：利用细线和定滑落机构，细线两段分别绕在卷筒上和栓在重锤上，而卷筒则固定在驱动轮轴上，使得重锤的重力可以转换为驱动轮上的扭矩，从而带动主动轮产生动力。
《无碳小车》PPT课件
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重心位置要合理
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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
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1
小车的大致外观
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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
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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
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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；
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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
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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；
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LOREM IPSUM DOLOR
无碳小车
键的选择和主轴尺寸
根据GB/T 1096-2003， 主轴上直径为10mm处键选为键 宽b*键高h为3*3的圆头键(A型) ，键长为5mm；直径为6mm处 键选为键宽b*键高h为2*2 键长 为5mm的单圆头键（C型）。
转向传动齿轮
转向传动齿轮由四个齿轮 组成。其中齿轮1和车轮轴组 装。齿轮1和齿轮2传动比为 2.5。齿轮2与不完全齿齿轮3 装在同一个轴上。
小车底板厚度为5毫米。材料选用有机塑料板。因为小车所受 载荷比较小，为了减轻小车的质量，可以选用透明的有机塑料 作为小车的底板材料。
2，原动机构
原动机构的作用是将重块的 重力势能转化为小车的驱动力。 能够实现这一功能的方案很多， 就效率和简洁性来看绳轮方案最 优。而且还有其他的具体的要求： 1，驱动力适中，这儿驱动力已 定；2，重块在下落过程速度要 适中，以免小车的速度过快，而 且让重力势能能够尽可能的转化 为小车的动能；3，机构尽量简 单，小车仿真见PROE）
齿根圆 df1=d1-2hf=（z1-2ha*-2c* ）*m=45mm 基圆 db1=d1*cosα=46.98mm
齿根圆 df2=d2-2hf=（z2-2ha*-2c* ）*m=15mm 基圆 db2=d2*cosα=18.79mm
转向传动齿轮
齿轮3（不完全齿，齿数为10） 齿轮4
连杆和连架杆的材料均选为铝合金材，一方面便于加工；另 一方面也可以满足强度要求。连杆在齿轮转动时，可以带动 较短的连杆和前车轮完成转向。
连杆长度的确定与 前车轮的转动角度
小车前进过程中， 转向是通过转向齿轮和 偏心轮以及连杆运动实 现的。前轮在转到最大 角度45°时，此时连杆的 移动距离与前车轮直行 时的的连架杆长度相同 。如图所示，长度a与长 度b和长度c相等。图示 位置为前车轮顺时针转 到极限位置。
无碳重力小车
目录摘要 (1)绪论 (4)1 绿色汽车概述 (6)1.1汽车污染的危害 (6)1.2世界各国电动汽车产业 (6)1.3中国与世界先进水平的差距 (7)2 无碳小车的任务 (9)2.1无碳小车设计概述 (9)2.2无碳小车设计任务 (10)2.3无碳小车组成部分 (11)3 无碳小车的原始设计 (12)3.1无碳小车各部分的机构类型 (12)3.2无碳小车的基本参数 (12)3.3无碳小车的总体设计 (13)3.3.1 无碳小车的轮距、轴距、车体长宽的计算 (13)3.3.2 无碳小车行使轨迹的计算 (15)3.4无碳小车主要机构设计 (17)3.4.1 传动机构 (18)3.4.2 控制机构 (19)3.4.3 转向机构 (19)4 无碳小车的改进设计 (20)4.1原始设计的不足 (20)4.2改进设计方案 (21)4.3重新设计无碳小车 (21)4.3.1 滑轮机构 (22)4.3.2 传动部分 (23)4.3.3 控制机构 (25)4.3.4 转向机构 (26)4.4零件的设计 (27)5改进后无碳小车的制作、测试和结论 (27)5.1无碳小车的制作 (27)5.2无碳小车模型存在的问题和改进 (28)5.3结论 (29)谢辞 .................................................... 错误！未定义书签。
参考文献 . (29)附录 (30)无碳小车的总体设计与模型制作摘要：汽车虽然是21世纪最重要的交通工具，但他有许多弊端。
汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。
可以说，汽车是一个流动的污染源。
在世界各国，汽车污染早已不是新话题。
20世纪40年代以来，光化学烟雾事件在美国洛杉矶、日本东京等城市多次发生，造成不少人员伤亡和巨大的经济损失！在能源和环保的压力下，提高旧能源汽车的效率以迫在眉睫。
目前的汽柴油内燃机热效率小于30%，如果算上机械效率以及其他的能量传递损失，则总效率仅占燃料放出热能的15%左右。
无碳小车的设计
图 2 自行小车在重力势能作用下自动行走 示意图
求采用三轮结构（1 个转向轮，2 个驱动轮），具体结构造型以及材料选用均由参赛 者自主设计完成。要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为￠60×20 mm 的实 心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于 400 克；在小车行走过程中，载荷 不允许掉落。②转向轮最大外径应不小于￠30mm。 二.技术要求 1、1 个转向轮和 2 个驱动轮的设计 2、转向轮控制机构的设计计算； 3、轴的设计； 4、轴承的选择； 5、装配图、零件图的绘制； 6、设计计算说明书的编写； 三.工作要求 1. 学生应当在指导老师指导下完成设计,必须独立完成设计任务,严禁抄袭,一经 发现成绩以不及格计,并给予批评教育各严肃处理. 2. 课程设计期间要严格遵守学习纪律,在此期间缺勤 1/3 以上,成绩以不及格计. 3. 课程设计报告书一律打印在 A4 纸上,同时配上封面装订成册.
3.1 动力的获得.....................................................................................................................................- 3 3.2 传动方案的分析与拟定................................................................................................................- 3 3.3 转向系统........................................................................................................................................- 3 4 齿轮的设计计算.......................................................................................................................................- 4 4.1 选精度等级、材料及齿数............................................................................................................- 4 4.2 按齿面接触强度设计....................................................................................................................- 4 -
无碳小车设计说明书(模板) 3
无碳小车设计说明书参赛者：指导老师：2014-7-摘要关键字：目录摘要 (2)一绪论 (5)1.1本届竞赛命题主题 (5)1.2小车功能设计要求 (5)1.3小车整体设计要求 (6)1.4小车的设计方法 (7)二方案设计 (7)2.1车架 (8)2.2原动机构 (8)2.3传动机构 (8)2.4转向机构 (8)2.5行走机构 (8)2.6微调机构 (8)三技术设计 (8)3.1建立数学模型及参数确定 (8)3.1.1能耗规律模型 (8)3.1.2运动学分析模型 (8)3.1.3动力学分析模型 (8)3.1.4灵敏度分析模型 (9)3.1.5参数确定 (9)3.2零部件设计 (9)3.3整体设计 (9)3.3.1整体装配图 (9)3.3.2小车运动仿真分析 (10)四小车制作调试及改进 (10)4.1小车制作流程 (10)详见工艺分析方案报告.............................................. 错误！未定义书签。
4.2小车调试方法 (10)4.3小车改进方法 (10)五评价分析 (10)5.1小车优缺点 (10)5.2自动行走比赛时的前行距离估计 (10)5.3改进方向 (10)六参考文献 (10)七附录 (10)7.1装配图 (10)7.2耗能分析程序 (11)7.3运动学分析程序 (11)7.4动力学分析程序 (11)7.5灵敏度分析程序 (11)一、绪论1.1命题主题本次设计主题为“无碳小车”。
........。
1.2小车功能设计要求给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。
该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔1m，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒）。
以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。
（1）“S”型赛道场地常规赛竞赛小车在前行时能够自动绕过赛道上设置的障碍物。
无碳小车功能设计要求
小车功能设计要求无碳小车走“8”字形越障的设计1.1设计布置方案无碳小车示意图1.2功能设计要求以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车。
给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。
小车在半张标准乒乓球台（长1525mm、宽1370mm）上，绕相距400mm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，以小车完成8字绕行圈数的多少来综合评定成绩。
见下图二：图二小车绕行所用乒乓球台及障碍设置图给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），用质量为1Kg的重块（ 50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm，重块落下后，重物须被小车承载，并同小车一起运动，不允许掉落。
要求小车在前行过程中完成的一切动作所需的能量均由重力势能转换获得，不可用任何其他的能量形式。
小车要求采用三轮结构，具体结构以及材料选用均由学生自主设计完成。
二方案设计通过对小车的功能分析小车需要完成重力势能的转换、驱动自身行走、自动避开障碍物。
为了方便设计这里根据小车所要完成的功能将小车划分为五个部分进行模块化设计（五部分分别为：车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构）。
2.1车架车架由于不需要承受太大的重力势能，所以其对强度要求不高。
在考虑到整理成本和加工的难易程度后，由于铝板密度小，强度对于整理小车也足够，同时易于加工，所以车架采用铝条焊接铝板加工整理成底板，即方便也经济。
2.2原动机构原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。
我们设想使用飞轮作为储能机构，小车对原动机构应有这些要求。
1.驱动力适中，不会使小车拐弯时因速度过大而是离心力增大导致小车倾翻，或重块晃动厉害影响行走。
2.小车在到达终点前重物竖直方向上的速度要尽可能小，避免对小车过大的冲量。
同时使重物的动能尽可能的转化为驱动小车前进的驱动力，假如重块竖直方向的速度较大，重物本身还有较多动能未释放出来，能量利用率不高，将减小小车的行程。
S型无碳小车设计说明书
目录一绪论1.1本届竞赛命题主题1.2小车功能设计要求1.3小车整体设计要求1.4 小车的设计方法二方案设计2.1 路径的选择2.2自动转向装置2.2.1 前轮转向装置2.2.2 差速转向装置2.2.3 小结2.3 能量转换装置2.4 车架2.5 微调部分三参数的设计3.1 路径参数的确定3.2 自动转向装置参数的确定3.2.1 前轮转向装置参数的确定3.2.2 差速转向装置参数的确定3.2.3 小结3.3 能量转换装置参数的确定3.4 车架参数的确定3.5 微调部分参数的确定四小车的工程图4.1 小车部分零件工程图4.2小车各装置工程图4.3小车总装配图五评价分析5.1小车优缺点5.2 小车的改进方向六附录一绪论1.1本届竞赛命题主题本届竞赛命题主题为“无碳小车”。
要求经过一定的前期准备后，在集中比赛现场完成一套符合本命题要求的可运行装置，并进行现场竞争性运行考核。
每个参赛作品要提交相关的设计、工艺、成本分析和工程管理4项成绩考核作业。
1.2小车功能设计要求设计一种小车，驱动其行走及转向的能量是根据能量转换原理，由给定重力势能转换来的。
给定重力势能为4焦耳（取g=10m/s2），比赛时统一用质量为1Kg的重块（￠50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差400±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许从小车上掉落。
图1为小车示意图。
图1：无碳小车示意图竞赛小车在前行时能够自动交错绕过赛道上设置的障碍物。
障碍物为直径20mm、高200mm的多个圆棒，沿直线等距离摆放。
以小车前行的距离和成功绕障数量来综合评定成绩。
见图2。
图2：无碳小车在重力势能作用下自动行走示意图1.3小车整体设计要求无碳小车体现了大学生的创新能力，制作加工能力，解决问题的能力。
并在设计过程中需要考虑到材料、加工、制造成本等各方面因素，并且小车具有下列要求：1.要求小车行走过程中完成所有动作所需的能量均由此重力势能转换获得，不可使用任何其他的能量来源。
8字无碳小车
驱动原理：绳拉力为动力。将物块下落的势能 尽可能多的转换为小车的动能，进而克服阻力 做功。物块在下落的过程中不可避免的要与小 车发生碰撞，碰撞过程必然要有能量损失，所 以要解决的问题：1下降过程中，尽可能的降 低下落的速度；2在将要下降到小车时，改变 转速比，使物块减速下落，进一步减少碰撞损 耗。
解决方案 小车的匀速运动过程
传输功率=转矩X角速度 ，通过一系列的齿 轮，带轮，转轴产生转速比，使作用在后 轮的转矩和阻尼转矩平衡，物块低速匀速 下落。 在整个过程中，重力势能完全转换为小车 运动过程的损耗。使小车行进的更远.
3．细节设计
车身 车轮 轴承 以减小小车重力和阻力为目的
无碳小车设 计说明
1.构架部分 2.传动结构
(转向部分 驱动部分）
3.细节说明 4.体会
装配爆炸图
1.构架部分
小车采用三轮结构（1个转向，2个驱动）
重物落差0.5米物重1kg.
2.传动结构
转向机构与驱动轴相连
小车的转向轮周期性的摆动 计算传动机构，利用后轮转轴上安放多个不
同半径的齿轮以及转向齿轮处的活动结构调节 8字轨迹的大小，实现轨迹间距可调性
4.体会
从这次的大赛中学到许多课本上学不到的东西， 领悟了许多平时不理解的东西，相信大家都对 这次比赛体会很深。最后，我真心希望我们学 院能够更加重视有关创新设计方面的大赛，学 院在管理、督查方面多下功夫，鼓励我们的学 生去思考、去想象、去创新、去设计、去制造、 去参赛。
与此同时也希望我们的学生能够更加努力去学习课 本上的理论知识，尤其是机械原理、机械设计、工 程力学方面的知识，这些知识在设计方面太重，切不可将两者脱离联系。李 老师给我们说过纯理论的东西根本不能用，希望我 们系的学生在学好理论知识的同时能够多去思考， 多去实践，在实践中检验真理、发展真理，真正的 做到学有所长、学有所用，而不是只会简单的应付 考试罢了！
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摘要通过对第二届全国大学生工程训练参赛作品“无碳重力势能小车”的分析。
发现小车在设计方面存在不足。
为了改进小车的不足之处，对小车的结构部分进行重新设计。
通过每一阶段的深入分析把设计尽可能向最优设计靠拢。
根据小车功能要求，把小车分为车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构六个模块，进行模块化设计。
首先针对每一个模块进行多方案设计，通过综合对比选择出最优的方案组合。
确定的方案为：车架采用三角底板式、原动机构采用了锥形轴、传动机构采用齿轮、转向机构采用曲柄摇杆、行走机构采用单轮驱动实现差速、微调机构采用微调螺母。
然后对方案进行理论分析，综合考虑零件材料性能、加工工艺等，进而得出了小车的具体参数和运动规律。
关键字：工程训练；参赛作品；重力势能小车；AbstractBased on the second national college engineering training entries" carbon-free gravitational potential energy car" analysis. Find cart in the design deficiencies. In order to improve the deficiency of the trolley car, a portion of the structure redesign. Through each phase of the in-depth analysis of the design as possible to move closer to optimal design.According to the functional requirements of the trolley car, divided into frame, driving mechanism, a transmission mechanism, a steering mechanism, a walking mechanism, a fine adjustment mechanism of six modules, modular design. First, for each module performs multiple design, through comprehensive comparison and choose the optimal scheme of combination. Determining the scheme are: frame with triangular bottom plate type, motive mechanism adopts a conical shaft, the drive mechanism adopts gear, steering mechanism with crank rocker, walking mechanism driven by a single wheel to achieve differential, fine tuning mechanism by fine adjustment nut. Then the scheme theory analysis, considering the parts and materials properties, processing technology, and then the specific parameters, and movement rules.Keywords:engineering training; entries; gravitational potential energy;目录摘要............................................................................................................. Abstract. (I)第1章绪论 01.1小车功能设计要求 01.2小车的设计方法 0第2章方案设计 (1)2.1重块支架 (2)2.2原动机构 (2)2.3传动机构 (3)2.4转向机构 (4)2.5行走机构 (5)2.6微调机构 (5)第3章技术设计 (6)3.1影响小车性能主要因素的分析 (7)3.1.1能耗规律分析 (7)3.1.2运动学分析 (9)3.1.3动力学分析 (13)第4章典型零件的设计及强度校核 (14)4.1 主动齿轮的设计 (14)4.2 主动齿轮的强度校核 (16)4.2.1齿轮的设计计算 (16)第五章典型零件加工工艺的分析及编写 (19)5.1驱动轴加工工艺分析 (19)5.1.1零件结构及其工艺性分析 (19)5.1.2零件技术要求分析 (19)5.2 驱动轴加工工艺编写 (20)结论 (21)致谢 (22)附录 (23)参考文献 (09)CatalogChinese abstract ...............................................................................................Abstract (I)First chapter Introduction (4)1.1 Car functional design repuirements (4)1.2 Car design method (4)The second chapter Scheme design (2)2.1 A heavy block bracket (3)2.2 Driving mechanism (3)2.3 Transmission mechansim (4)2.4 Steering mechansim (5)2.5 Walking mechansim (6)The third chapter Technical design (7)3.1 Analysis of the factors affecting the performance car (8)3.1.1 Energy dissipation analysis (8)3.1.2 Kinematic analysis (8)3.1.3 Dynamics analysis (14)The fourth chapter Typical part desgin and strength check (16)4.1 Driving gear desgin (16)4.2 Driving gear strength (17)3.1.3 Dynamics analysis (17)The fifth chapter Typical part machining analysis preparation of (20)5.1 Drive shaft processing technology analysis (20)5.1.1 Parts of the structure and process analysis (20)5.1.2 Technical requirements of (20)5.2 Drive axle processingpreparation (21)Conclusion (22)Thank (23)Appendix (24)Reference (29)第1章绪论1.1小车功能设计要求给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走的装置。
该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔1米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒）。
以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。
给定重力势能为5焦耳（取g=10m/s2），竞赛时统一用质量为1kg的重块（φ50×65 mm，普通碳钢）铅垂下降来获得，落差500±2mm，重块落下后，须被小车承载并同小车一起运动，不允许掉落。
要求小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量形式。
小车要求采用三轮结构（1个转向轮，2个驱动轮），具体结构造型以及材料选用均由参赛者自主设计完成。
要求满足：①小车上面要装载一件外形尺寸为φ60×20 mm的实心圆柱型钢制质量块作为载荷，其质量应不小于750克；在小车行走过程中，载荷不允许掉落。
②转向轮最大外径应不小于φ30mm。
1.2小车的设计方法小车的设计一定要做到目标明确，通过对命题的分析得到了比较清晰开阔的设计思路。
设计需要有系统性规范性和创新性。
设计过程中需要综合考虑材料、加工、制造成本等给方面因素。
小车的设计是提高小车性能的关键。
在设计方法上考虑优化设计、系统设计等现代设计理论方法。
第2章方案设计通过对小车的功能分析小车需要完成重力势能的转换、驱动自身行走、自动避开障碍物。
为了方便设计这里根据小车所要完成的功能将小车划分为五个部分进行模块化设计（车架、原动机构、传动机构、转向机构、行走机构、微调机构）。
为了得到令人满意方案，采用扩展性思维设计每一个模块，寻求多种可行的方案和构思。
设计图框如图2-1图2-1设计步骤在选择方案时应综合考虑功能、材料、加工、制造成本等各方面因素，同时尽量避免直接决策，减少决策时的主观因素，使得选择的方案能够综合最优。
图2-2 方案选择2.1重块支架车架不用承受很大的力，精度要求低。
但考虑到重量以及小车转弯时产生的离心力造成重块晃动从而使小车不稳定等，重块支架采用铝合金制作成三角底板式。
2.2原动机构原动机构的作用是将重块的重力势能转化为小车的驱动力。
能实现这一功能的方案有多种，就效率和简洁性来看绳轮最优。
小车对原动机构还有其它的具体要求。
1. 驱动力适中，不至于小车拐弯时速度过大倾翻，或重块晃动厉害影响行走。
2. 到达终点前重块竖直方向的速度要尽可能小，避免对小车过大的冲击。
同时使重块的动能尽可能的转化到驱动小车前进上，如果重块竖直方向的速度较大，重块本身还有较多动能未释放，能量利用率不高。
3. 由于不同的场地对轮子的摩擦摩擦可能不一样，在不同的场地小车是需要的动力也不一样。
在调试时也不知道多大的驱动力恰到好处。
因此原动机构还需要能根据不同的需要调整其驱动力。
4. 机构简单，效率高。
图2-1-1绕线轴基于以上分析我们提出了输出驱动力可调的锥形螺旋槽原动机构。
如上图可以通过改变绳子绕在绕线轴上不同位置来改变其输出的动力。