MATLAB+UG绿色能源避障小车的研制+CAD图纸(4)
时间:2017-05-07 14:13 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
2.带轮具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸震等特点但其效率及传动精度并不高。不适合本小车设计。 3.齿轮具有效率高、结构紧凑、工作可靠、传动比稳定但价格较高。因此在第一种方式不能够满足要求的情况下优先考虑使用齿轮传动。 2.3 转向部分机构 转向机构是本小车设计的关键部分，直接决定着小车的功能。转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦耗能，结构简单，零部件已获得等基本条件，同时还需要有特殊的运动特性。能够将旋转运动转化为满足要求的来回摆动，带动转向轮左右转动从而实现拐弯避障的功能。能实现该功能的机构有：凸轮机构+摇杆、摆动导杆机构、曲柄摇杆、差速转弯等等。 2.3.1凸轮机构+摇杆 图2-4示意图 凸轮：凸轮是具有一定曲线轮廓或凹槽的构件，它运动时，通过高副接触可以使从动件获得连续或不连续的任意预期往复运动。 优点：只需设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到任意的预期运动，而且结构简单、紧凑、设计方便；缺点：凸轮轮廓加工比较困难。 在本小车设计中由于：凸轮轮廓加工比较困难、尺寸不能够可逆的改变、精度也很难保证、重量较大、效率低能量损失大（滑动摩擦）因此不采用。 2.3.2 摆动导杆机构 图2-5示意图 概括：这种结构通过齿轮盘匀速圆周运动，通过销子带动摆动导杆均匀的摆动，从而带动转向轮均匀的摆动，上图2-4中为摆动倒杆机构。 优点：结构简单；计算方便。 缺点：有急回特性，存在极位夹角，行程速比系数K不等于1，这样走出来的S型路线，一个弯大一个弯小，容易撞倒桩。 2.3.3 曲柄摇杆机构 概括：这种结构由圆盘代替曲柄，然后通过连杆带动摇杆，使得摆杆作往复摆动，如图2-6所示。 优点：结构简单；可以通过机架、曲柄、摇杆、连杆之间的长度关系去避免四连杆机构的急回特性。 缺点：计算复杂。 2.3.4 差速机构 差速转弯，是理论上小车能走的最远的设计方案。和凸轮同样，对轮子的加工精度要求很高，加工出来后也无法根据需要来调整轮子的尺寸。（由于加工和装配的误差是不可避免的） 2.4 本章小结 本章介绍了绿色能源避障小车的大致方案。在小车的结构上，最终决定用线牵轴的方式作为小车的驱动方式以及四连杆机构作为小车的转向部分，四连杆要求设计成没有急回特性。 3.计算机软件辅助 3.1 MATlab建模 通过MATlab对小车建立数学模型，可以实现小车的参数化设计和优化设计，提高设计的效率和得到较优的设计方案。充分发挥计算机在辅助设计中的作用。 3.1.1 MATlab介绍 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 3.1.2能耗规律模型 通过MATlab对小车建立数学模型，可以实现小车的参数化设计和优化设计，提高设计的效率和得到较优的设计方案。充分发挥计算机在辅助设计中的作用。 为了简化分析，先不考虑小车内部的能耗机理。设小车内部的能耗系数为 ，即小车能量的传递效率为 。小车轮与地面的摩阻系数为 ，理想情况下认为重块的重力势能都用在小车克服阻力前进上。则有 (责任编辑：qin) |