任帆++韩梓润++刘晴

摘 要：“无碳小车”是根据能量转换原理，将给定的重力势能转换为机械能驱动小车行走并能够在前行时自动避开赛道上设置的障碍物的装置。该小车由能量转换机构、传动机构、转向机构和车身构成，通过能量转换机构获得动力来驱动后轮转动，再通过传动机构将运动传给转向机构使转向轮周期性转向从而自动避开障碍物。

关键词：无碳小车；参数化设计；三维软件设计；ProE软件设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.184

0 引言

隨着社会科技的发展，人们的生活水平的提高，无碳对于人们来说，显得越来越重要，建设无碳社会 ，使得生活更加的环保，没有任何的污染。 节能、环保、方便、经济，是现代社会所提倡的。现在许多发达国家都把无碳技术运用到各个领域，像交通，家具等，这也是我国当今所要求以及努力的方向。针对目前这一现状，我们设计了无碳小车模型，用重力势能转化为机械能提供了一种全新的思路，以便更好的解决以上问题。

1 无碳小车的设计思路

1.1 能量转化方面

所给定的能量是以物块下降将重力势能转化为机械能的方式来得到，我们采用的是直接转化，通过重物下落来带动齿轮轴上的绕线轮的转动通过齿轮传动驱动后轴转动，以此来达到重力势能转为机械能驱动小车行走、转向。考虑到小车路线的准确性，要求重物下落应较缓慢，而且小车是由静止出发，且开始的启动力矩较大，绕线轮采用塔型，来调节扭矩，以确保小车平稳启动，并且缓慢匀速运动。

1.2 驱动方面

由上面的能量转化部分得到了小车后轴的驱动源，再通过齿轮传递动力来改变传动比，调节驱动轮行程距离和转向角度和时间，使两者协调，达到完成要求的路径。根据各种数据以及要求，为了使重物落下相同距离时，小车在水平面上的前进的路程能够尽量的长，同时考虑传动效率的其他因素，我们确定两齿轮的传动比为四，小齿轮装在后轮轴上，大齿轮装在齿轮轴上。

1.3 转向方面

由上面得到的齿轮轴的转动，连接前轮的转向轴上的横销，两者之间的连接用连个关节轴承，在整个车的行进过程中将实现后轮转2 圈前轮支架轴的来回扭转实现一个周期的运动从而使小车能够符合运动轨迹要求。

2 无碳小车模型设计

2.1 小车总体设计步骤

2.2 小车爆炸图

2.3 小车装配图

3 结语

无碳小车的功能运用proe进行了仿真分析，结果可以达到要求，尽管现在小车的功能拓展还有待研究，但是提供给我们一个今后节能减排的方向，经过实际测试，1kg重物从40cm出下落，小车可以走接近20m，符合预期的结果。但是在这个过程中依然存在问题，proe软件的使用不太方便，仿真分析的结果不够精确，总体来说，这个项目可以在保证娱乐性的同时，让读者们学到很多知识。小车依然有进步的空间，我们有理由相信小车可以有很大的进步。

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