基于凸輪控制的S型無碳小車設計

皇大偉，景新，孟程琳，劉志杰

(西北農林科技大學機械與電子工程學院，陜西 楊凌 712100)

基于凸輪控制的S型無碳小車設計

皇大偉，景新，孟程琳，劉志杰

(西北農林科技大學機械與電子工程學院，陜西 楊凌 712100)

依據第四屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽要求，首先通過選擇合理的原動機構、傳動機構、行走機構、轉向機構、微調機構設計了一輛無碳小車，重點利用MATLAB與Pro/E軟件對凹槽凸輪進行了具體的參數設計與三維建模;然后針對轉彎狀態下的小車建立了數學模型，并在MATLAB環境下實現了小車軌跡的仿真，仿真分析表明小車未出現機構空間干涉、卡死等問題。用該方案設計制作的無碳小車在競賽中驗證了設計的合理性與軌跡仿真的準確性。

凸輪控制;無碳小車;S型軌跡;仿真

全國大學生工程訓練綜合能力競賽是大學生諸多賽事之一，大賽宗旨在于提高大學生的理論應用、實踐動手和工程訓練等能力，每2年一屆，全國各重點工科及理科院校均有參加。2015年為第四屆，本屆設計要求是:1)設計并制造一輛以重力勢能驅動的具有方向控制功能的自行小車;2)小車為三輪結構，具有轉向控制機構，且該機構具有可調節功能，以適應放有不同間距障礙物的競賽場地;3)驅動小車行走及轉向的能量由給定的重力勢能轉換而來，不可使用其他的能量來源。賽事給定的重力勢能為4J(取g=10m/s2)，競賽時統一用質量為1kg的重塊鉛垂下降來獲得，落差400± 2mm，重塊落下后，必須被小車承載并同小車一起運動，不允許從小車上掉落。……