基于MATLAB的“8”字形无碳小车轨迹仿真及其设计方法

根据第七届全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求,文中设计并制造了一种将重力势能转化为机械能并能实现“8”字形轨迹行走的小车。运用UG NX12.0设计无碳小车“8”字形优质理论轨迹。为保证行走轨迹的重复性、防止行走过程的卡顿和翻车,将UG NX12.0得到的点集导入MATLAB进行轨迹仿真,修正影响轨迹的参数,从而获得满足设计要求的凸轮轮廓。采用SoildWorks建立无碳小车的三维模型并对其结构进行分析。小车运行结果表明:小车行走轨迹重复性好,能完成2.5次“8”字形轨迹,顺利绕过30个障碍桩,行走29.5 m。该无碳小车结构设计合理,在实际比赛中荣获省级一等奖,轨迹仿真及设计方法适用范围广,对此类工程竞赛及其他机构的设计开发具有较大工程指导意义。

“8”字轨迹无碳小车凸轮逆向仿真分析与设计

为了实现无碳小车完成特殊对称“8”字形轨迹并绕过预设障碍桩,文中采用一种通用的无碳小车凸轮设计方法,通过对影响轨迹的各个参数进行分析,使用余弦曲线拼接出了G2级曲率连续曲线,提出了基于凸轮摆杆机构和SolidWorks软件中Motion的轨迹逆向分析方法。通过优化设计更换由绕桩轨迹仿真逆推的凸轮零件,完成不同类型的特殊对称“8”字形轨迹,并对小车进行了正向运动仿真和小车最终行走轨迹试验,验证了该方法的可行性及准确性。

基于槽轮机构的8字轨迹无碳小车设计

文章根据全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求,设计一种可将重力势能转换为机械能并以此驱动小车绕桩行走的装置,用质量为1kg的重块(50×65mm,普通碳钢)铅垂下降(400±2)mm提供该重力势能。根据设计要求选择了无碳小车的动力转换机构和转向机构,通过对比轨迹的优劣确定了最佳的槽轮机构,推导了小车的运动方程,利用Excel 2007提供的公式计算迭代和描点成像功能,实现了小车轨迹的仿真和参数的即时修正,进一步设计制作完成了无碳小车的实物样机,验证了机构的合理性。

8字型无碳小车设计与分析

文章设计了一种可将重力势能转化为机械能来驱动小车前行的装置,采用齿轮来传递力矩进而带动驱动轮,采用空间机构RSSR实现转向轮的转向,推动小车运动。通过MATLAB对小车运动轨迹进行优化设计,实现小车按照8字型路线绕过障碍物并呈现周期型运动。采用Pro/E建模,导入ADAMS中进行运动仿真验证,仿真结果与理论分析结果一致,为后续加工无碳小车样机提供依据。

走出多个“8”字形轨迹的无碳小车机构设计

为了实现无碳小车完成1~N个8字形路径并通过预设障碍桩,文中提出一种通用的无碳小车结构设计方法,只需更换不同的凸轮零件即可完成不同类型8字形路径。考虑到前轮摆角和车速为影响小车运动轨迹的两大主要因素,首先以两相切正圆形为理想的8字形轨迹,推导一定车速下的脉冲式前轮摆角规律;对该脉冲式规律进行合理修正后,获得切实可行的前轮摆角规律,并以此求解出所需的凸轮从动件运动规律,从而通过解析法获得凸轮轮廓,完成凸轮零件设计。通过对单8字、双8字和三8字为例的3种路径的求解和仿真,结果表明该结构能完成预定的8字形路径,并通过指定间距的障碍桩。文中研究为每年的全国大学生工程训练综合能力竞赛提供指导,也可对其他特殊功能的车辆设计给予参考。

基于MATLAB的双“8”字无碳小车轨迹仿真分析及其结构设计

无碳小车以重锤的重力势能为唯一动力来源,通过设计实现有效连续避障最长行程。文中针对双"8"字无碳小车,基于MATLAB进行小车轨迹仿真分析,建立了其运动几何模型。为增加轨迹重复性,一个双"8"字轨迹拆分后由凹槽凸轮运动2个周期控制;针对小车中的凸轮轮廓、驱动轴等进行了结构设计。小车运行结果表明,该小车全程轨迹重复性良好,每圈轨迹偏移量较小,无撞桩情况发生,在桩距为350 mm时,最高可跑24圈。

基于凸轮机构的“双8”字型轨迹无碳小车设计

根据第6届全国大学生工程训练综合能力竞赛的新型赛道要求,提出一种基于凸轮机构的"双8"字型轨迹无碳小车设计。小车采用偏置式三轮结构,通过理论分析和构建数学模型得到小车整体结构和初始参数,基于MATLAB仿真对结构参数以及轨迹进行优化,借助解析法求解凸轮轮廓曲线,并在现有微调方案的基础上,设计了更为准确和实用的螺旋传动微调机构。最后,通过样机测试,小车运行平稳,行进精度高,可有效避开新赛道障碍桩。该小车的设计为无碳小车的寻迹思路以及整体设计提供了参考。

“8字形”无碳小车结构设计

针对2017年第五届全国大学生工程训练综合能力的命题"无碳小车绕8字组"的要求,对小车进行创新性设计,主要是转向机构设计。通过Adams软件强大的辅助功能进行参数化建模和仿真,对无碳小车运动轨迹计算仿真模拟,进而优化设计参数。利用Matlab软件对模拟数据进行分析,得出最佳结构设计。比赛实践表明,小车结构设计合理,运行轨迹满足"8字形"轨迹的要求,运行平稳,能量损失少,设计方案正确,在竞赛中取得了不错的成绩。

“双8字”无碳小车关键结构设计与分析

"双8字"无碳小车是以重力势能为动力,按照预定轨迹进行运动,可以实现连续避障的三轮小车。首先对于小车机构及轨迹进行分析,针对"双8字"无碳小车的运动轨迹设计了"双8字"小车中曲柄摇杆机构和不完全齿轮机构,并根据小车的运动速度和运动特点设计了差速机构,同时为补偿加工及装配误差设计出了小车微调机构,给出微调机构的调节方法,最后基于设计方案对"双8字"无碳小车轨迹进行了仿真,验证小车在行走过程中的重要部件与小车运动轨迹之间的关系,为小车的设计与分析提供了可靠依据。

“8”字循迹无碳小车的结构模块化设计

本文主要针对无碳小车结构进行模块化设计,主要包括设计思路、各部分结构模块化分类、总体方案展示与分析。

“双8字”无碳小车寻迹原理研究及结构设计

无碳小车是一种以重锤的重力势能为唯一动力来源、具有连续避障功能的三轮小车。首先,对小车的绕行轨迹进行具体分析,将小车绕行的"双8字"轨迹抽象成数学模型,通过曲线积分,求出"双8字"轨迹总长;其次,对影响轨迹的各个参数进行研究,完成小车整体结构优化设计;最后,对所设计的小车进行模拟仿真,修正参数,并根据仿真结果制作出能量损耗少,轨迹重复性高的"双8字"无碳小车。

适用于“双8”轨迹的凸轮机构及其设计方法

该文以实现“全国大学生工程训练综合能力竞赛”赛题规定中的无碳小车连续交替绕过中线上3个间距相同的障碍桩走“双8”字形轨迹为目的,灵活运用MATLAB,Solid Works和ANSYS等建模仿真工具,系统经历了从理论分析,做出假设,公式推导,到3D建模,再到仿真选材,最后到结果检查的完整过程,设计出了一种可普遍适用的转向调节机构——摆动从动件盘形凸轮机构。它在具有简单、紧凑结构特点的同时,也具有稳定、可靠的工作状态,可以轻松实现不同的“双8”字形轨迹,并达到周期性重复绕障的目的。这种凸轮机构及其设计方法在应对赛题的变化上,以及满足其他行业发展的需求上,也有一定的普遍适用性和应用前景。

无碳小车双“8”字形轨迹结构设计

针对2018年第六届全国大学生工程训练综合能力的命题“8”字形赛道常规赛的要求,对无碳小车进行创新设计。通过重锤的驱动,经过一系列的传动机构传给主驱动轮,通过基于盘形凸轮的转向机构,带动小车按照预定轨迹,跑出双“8”字形的轨迹。通过微调机构和限位孔在现场拆车、装车后能够尽快迅速恢复原始定位。结果表明,该无碳小车能完成22次双“8”字形绕桩运动,验证了机构的合理性。

双8字型无碳小车的研究设计

根据第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛的要求以及“无碳”的时代新理念,现设计出一种基于凸轮机构的双8字型无碳小车。本文将介绍竞赛要求,从能量转换机构、转向机构、传动机构及车身结构等多方面进行设计说明。在加工装配小车后验证了该无碳小车可按预定轨迹行进达到预期成果,说明了小车具有高效率和低偏差的优点,证明了研究设计的科学高效。

基于不完全齿轮的“8字型”无碳小车设计

依据第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛命题"8字绕桩"的要求,经过命题分析,初步设定了几种可行的结构方案,假定轨迹与传动比,从而通过函数计算出各项数据,进而通过模拟仿真与实际实验操作,对多种结构的合理性与稳定性进行检验,最终选定使用不完全齿轮传递运动的方式来完成最重要的转向工作。实践表明,该种转向方式较为稳定,方便调节,小车运动轨迹符合"8字型"要求。

基于曲柄摇杆机构的“8”字型无碳小车设计

本文从第五届全国大学生工程训练综合能力竞赛项目出发,对该项赛事中“8”字型运动轨迹无碳小车的原理及结构设计进行讨论,在综合对比各种转向机构优缺点的基础上,选择曲柄摇杆机构作为小车的转向机构。在基于曲柄摇杆转向机构基础上对小车其他机构进行了设计,根据设计的原理图对小车实现“8”字型运动轨迹进行了可行性分析。

基于MATLAB对8字S型无碳小车的设计

基于全国大学生工程训练大赛中无碳小车的要求,提出并设计一种绿色的行驶方法,以重力势能带动小车进行8字S型轨迹的运动。为实现避障功能,选用凸轮推杆机构来控制小车前进方向,凸轮采用MATLAB模拟仿真进行设计,从而完成小车按照规定路线行驶的任务。因赛道轨迹为8字S形状,赛道总行程较大,所以此方案设计对齿轮传动进行设计优化,采用二级齿轮传动,缩小中心距的同时保证传动比,从而增大小车行程。且二级齿轮采用对称布置,避免小车因配重不均而侧翻。

“8”小车的机构设计及应用

本文是根据河南省第五届大学生工程训练综合能力竞赛要求,设计出"8"字循迹小车,该小车的驱动行走及转向能量是根据重力势能转换原理,完全依靠给定砝码的重力势能转换而来。通过不断对"8"字小车的摸索,小车的设计以及对各个零件的设计得以创新、用MATLAB软件程序给各个参数赋予初值得出最优解以及对小车的前景做出简单的陈述。

“双8字”型无碳小车循迹原理中的几何关系研究

“双8字”型无碳小车的循迹过程没有电子控制设备的参与,完全由机械结构实现,因此各机构的尺寸、形状、安装位置等几何条件对于轨迹有重要影响。以基于蜗轮蜗杆结构的“双8字”型无碳小车为基础,总结其中对轨迹有重要影响的几何关系,得出数学模型,给出控制“双8字”型无碳小车的轨迹的方法,从而能更加科学地根据要求来调整轨迹。

双“8”字无碳小车新型结构设计

按照第六届全国大学生工程训练竞赛中双“8”字形无碳小车比赛要求,设计了一种仅由重力驱动的自行小车。针对原无碳小车在运行过程中出现轨迹横移、旋转,突变及不易调节等问题,对原无碳小车的结构进行了分析,并设计了一种新型结构。此无碳小车的新型设计为传统老版无碳小车的改进、调节提供一种新的思路,对相关研究也具有一定的参考价值,此小车在第五届河北省大学生工训竞赛中脱颖而出,取得亚军成绩。