中图分类号：TH122 DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2025.07.021

0 引言

中国大学生工程实践与创新能力大赛是大学生工程训练综合能力竞赛的升级和完善，更加强调对工程实践能力和工程创新能力的培养。其中，新能源电动车赛项由往届竞赛中经典的无碳小车赛项演变而来。该赛项要求小车的动能不再由原来的重力势能转化而来，而是由太阳能和生物质能转化而来。其中，生物质能小车主要是利用温差发电，所以，也称温差电动车。在赛道方面，由早期的“S”轨迹赛道，发展为单“8”字、双“8”字赛道，再到后来的新型环形赛道和“8”字环形赛道。这些赛道轨迹具有形状规则和对称性的特点，而且都为封闭曲线。而新能源电动车赛项轨迹为非规则形状，且为开环的红军“长征”轨迹，同时不再要求小车实现绕桩避障的目标，而是要求经过固定打卡点，并能在打卡点位置完成打卡和语音播报。目前小车赛项要求和往届有较大区别，增加了电动元器件部分，并要求完成打卡等功能，但如何通过结构设计准确经过固定点位、并完成打卡任务仍然是小车设计的重点。

在结构设计方面，考虑到轨迹变得复杂且不规则，以往利用空间连杆机构、槽轮机构、不完全齿轮机构、正弦机构等[1-5]实现转向功能的结构设计将很难适应复杂的轨迹要求。而凸轮机构结构简单、运动平稳，具有可以实现复杂运动轨迹的特点，非常适合目前新能源电动车赛项轨迹要求。盘形凸轮加工简单，可以通过线切割或3D打印完成加工，在竞赛中应用最为广泛。……