“双8”字轨迹无碳小车结构创新设计

设计和滑块设计。关键词：无碳小车;8字轨迹;创新设计;凸轮设计中图分类号:TH122

文献标识码：A1设计要求根据赛事要求设计并制作一种具有方向

控制功能的自行小车,要求其所有能量都来自 重锤下落的重力势能转换而来。要求小车具有

可调节的转向控制机构，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，其 中一轮为导向轮，另外两轮为行进轮，允许两

行进轮中的一个轮为从动轮。图1所示为小 车示意图。“8”字型赛道避障行驶常规赛项参赛时，

要求小车以“双8”字轨迹交替绕过中线上3

个障碍桩，保证每个障碍桩在“8”字形的一个封闭圈内。图2所 走的“双8”字轨迹和小车结构。如图3所示，圆弧与直线组成轨示“双8”字型赛道平面示意图。 迹且使轨迹到极限桩的距离为60mm,这样小车行走的距离尽可通过对竞赛命题要求分析得出方案。该方案确定了小车行能地远，且能安全绕过极限桩。导向轮与主动轮的(转下页)于一些高新技术企业的入驻，方面要给予更多的优惠政 2.4运用现代科技手段来预防城市大气污染策，对于使用新能源燃料进行生产的企业，可以通过财政拨款

针对城市的大气污染问题,采取合适的整治措施，针对未来

的形式给予更多补贴，鼓励更多企业转变生产方式，积极采用 城市发展过程中可能会出现大气污染问题的地区，一定要提前 环保、无害的新能源作为企业生产的主要动力源。而对于传统 采取预防措施，现阶段已经岀现了很多针对城市大气污染问题

的汽车行业来说，虽然现在很多品牌都有新能源汽车投放市 的新技术,例如:煤炭洗选技术，就能大大降低城市空气中二氧 场，但是人们对新能源汽车的认可度依然不是很高，一方面是 化硫的含量;焦炉烟气治理技术,也能有效地遏制城市的大气

由于新能源汽车相对于传统汽车来说,价格较高，虽然采 污染。取了一系列鼓励购买新能源汽车，但是大家在购买新能源 3结论汽车的时候,依然有顾虑。另外一方面，由于现在的新能源汽车

综上所述，城市污染问题不仅会影响人的身体健康，还会严

采用的多是油电结合的方式，而我国北方地区气候寒冷，汽车 重影响城市的生态平衡，相关部门和企事业单位一定要引起高 电池在寒冷的环境下电容量会下降，严重影响使用，这也给新 度重视，采取科学的减排策略，加强对环保新技术的研究，减少

能源汽车的推广带来了一定的难度。重污染企业的进驻，切实提升城市大气质量，还居民一个绿色

2.3通过洗选的方式对煤炭进行加工，减少有害气体排放的生活环境。煤炭燃烧是我国城市大气污染的主要原因，而且煤炭是我

参考文献国主要的能源形式,如果在短时间内将煤炭全部换成新能源也 ⑴王睿.城市大气污染的成因及治理对策[J].价值工程,2018(7).是不现实的。要想减少城市的大气污染,我们可以对原煤进行 [2] 宁雪婷，李生彬,王银生，赵文元.国内城市大气污染网格化治 技术处理，减少有害物质的排放。通过洗选的方式对煤炭进行 理模式探讨[J].资源节约与环保,2016(2).加工是现阶段应用十分广泛的一种方式。具体可以采取以下措 [3] 惠亚鹏，张立伟.全国主要城市大气环境污染现状及对策[J].环 施:第一，以煤炭为主要能源的企业可以先对煤炭进行洗选处 境与发展,2017(10).理，减少煤炭燃烧过程中二氧化硫的排放量，减少煤炭燃烧对 城市大气的污染。第二，要严格管控煤炭的生产,煤炭中二

氧化硫的含量，对于严重超标的煤炭生产企业，可以采取停业 整改的处理方式。第三,一些电力企业为了节约成本，会选择煤

炭进行洗选处理之后留下的硫铁矿为原材料，由于这种材料有 害物质含量较多，一定要坚决禁止。-160-科学技术创新2019.08轨迹重合，主动轮和从动轮的间距为110mm, Rab= 110mm,

RoF 170mm,BC直线段是两圆弧的切线。小车结构采用了外凸轮

和导轨滑块实现小车转向，转向轮与主动轮在同一竖直线上。 并由一对传动比5的齿轮，单轮驱动，悬挂重物和牵引绕线轴

IbcJab=lcDRed Rab RefRab=38.13mm R#=27.9mm设计凸轮时,圆弧与圆弧间用直线段衔接，来避免凸轮上出

的滑轮直径比1 ：2组成小车的重要部分，结构简单合理。车底盘

用聚甲醛（简称POM）棒料利用数控加工成一体,在保证加工精 现死角，每直线段占角度£=12。。比例法求得凸轮上圆弧角 度情况下降低成本，减轻了其重量。POM棒料性能与钢材相似 度。图6所示为凸轮草图。可以替代传统钢材做成的车底盘，实验表明POM制得车底盘厚 度在6mm-8mm较为合适。图5所示为小车结构图。冬 2nlAB ^ab~£0 2nIbc 0cd_£% 2nIcD為沪70.41°论 14.42°0ef= 32.75°在凸轮上的倒圆角合理情况下，计算是否有死角。F]=F cos。] F2= F cos02

F&F2查诲结果：无死点，图7所示为凸轮死点判别图。第1条鮒的长度：549 530 第2棗曲塚（廳）的长厲210-000 第3聚曲殘（亡二■二:二 ）昭长度—315280I；嚮塞騎血槿缈型瀬）的缶度549彌 真爹）的长度210000

第7条職（：—圜甬）的農度315280

......第曲线（直线）的芸广的衣度2WW0总长度25的721图4轨迹周长图7凸轮死点判别图3滑轮设计这样设计滑轮的优点:在不改变凸轮发车点位置,调节重锤 的高度;增加传动比,可减少齿轮副，采用一对即可。缺点:需要 两人协助绕绳。4结论按无碳小车设计方案进行结构设计，原则是结构简单、易 于加工、便于装配,根据大赛命题要求还要易于拆装。最终设计

2凸轮的设计根据设计的“双8”字轨迹来计算凸轮。按轨迹设计凸轮方

岀的无碳小车理论值走32个“双8”,调试完走了 30个“双8”。参考文献案有:1、凸轮旋转一圈，小车行走“双8”字轨迹一周期;2、凸轮 旋转二圈,小车行走“双8”字轨迹一周期。以此次参赛小车所

[1]孙桓，陈作模,葛文杰.机械原理（第七版）[M].北京:高等教育出

版社,2006.设计的凸轮为例。凸轮基圆R&走直线段BC, R^l.Smmo由 ⑵韩志民,罗凤利.S形轨迹无碳小车的结构设计[J]•机械制造,

比例法可得到IU,氐。2018,56（6）:31-33.