基于主动后轮路径规划的热能小车凸轮机构设计

近年来,工程训练大赛基础赛道绕桩规则呈现出越来越复杂的特性,而采用凸轮控制成为必然趋势。文中提出一种先规划主动后轮运动轨迹,再依据从动后轮、前轮与主动后轮之间的几何结构关系,求解得到各车轮运动轨迹,然后依据前后轮斜率、凸轮偏距和基圆半径求解得到凸轮形状的方法。结果表明,依据该方法设计的凸轮能顺利实现绕桩运动,同时,对主动后轮路径规划能够直观地反映出小车运动趋势,且具备较好的修改调整特性,适合复杂运动轨迹运动的规划和简化。

基于MATLAB的热能小车设计及轨迹调整

以第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛云南省选拔赛命题为背景,自主设计并制造出符合比赛规定的热能小车。设计中首先预设小车运行轨迹,利用MATLAB软件进行凸轮的设计,运用UG进行热能小车的建模,装配。借助UG的运动仿真模块,运行并且优化运动轨迹。初步对小车设计方案的可行性进行研究分析,最终加工成型,完成设计。

基于斯特林发动机的热能小车设计

在2021年第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛中,新增酒精热能为动力源的避障小车设计。本文通过竞赛要求分析,提出了一种“8”字型热能小车并进行了结构设计;针对斯特林发动机转速快导致凸轮尖点与推杆运动失真的问题,进行了小车的凸轮优化设计及轨迹仿真,结果显示凸轮经过20次优化后,凸轮尖点较未优化及优化10次更平滑,MATLAB轨迹仿真亦可看出小车绕桩时间距更合理。最后,通过小车实物测试,显示小车运行稳定,行进轨迹与障碍物间距合理,避障次数多。该小车的设计为解决热能小车运动时,推杆运动失真及热能小车轨迹最优化提供思路。

热能驱动车结构设计及运动仿真

以全国大学生工程训练综合能力竞赛的竞赛命题为背景,系统地说明了符合比赛要求的热能小车的设计思路和步骤。主要对热能小车的非标零件进行设计并运用Soild Works完成三维制图并进行装配,最后使用Soild Works Motion对转向系统进行合理性分析,完成设计。

一种精密斯特林小车的设计

笔者所研发的斯特林小车是通过燃烧酒精获得动力来使其走出设定轨迹的一种机械装置,小车能成功规避赛道预置的障碍,且利用的酒精燃料清洁无污染。通过机械设计和分析计算,完成了热能驱动越障小车的结构设计,绘制了装配图和主要零件图,通过Creo及MATLAB模拟仿真验证了预定功能,并制作出了实体样机。