一种工程训练大赛势能驱动车的设计方法

张 钰 杨灿宇＊ 田绍兵 李 帅 罗 鑫

（西南林业大学 机械与交通学院，云南 昆明 650224）

1 概述

全国大学生工程训练综合能力竞赛对于促进高校实训教学能力的提升、提高学生理实结合综合能力有重大作用[1]。工训大赛每年的赛道和规则都在发生变化，前几届工训大赛的无碳小车已有较全面的设计方法[2]及优化试验[3]，本文针对第七届全国大学生工程训练大赛（更名后为中国大学生工程实践与创新能力大赛）工程基础赛道势能驱动车赛项，提出了一种势能驱动车的整体设计方法。

2 设计题目

大赛官网[4]势能驱动车的命题为“由参赛队员自主设计并制作一台具有方向控制功能的自行走势能驱动车”，完成所有动作所用能量仅由一件1kg±10g 重物下降300±2mm 高度产生的重力势能转换而得。比赛分为初赛和决赛，初赛运行方式为环形运行（图1），决赛运行方式由参赛选手自行在环形运行、“8”字运行（图2）及综合运行（环形运行和“8”字运行交替进行）三种运行方式自行选择。参赛选手可从两个发车区内任选一个发车区，按指定方向进行无接触发车，直至驱动车停止运行，根据有效行驶距离和绕桩数计算得分。

图1 环形运行方式

图2“8”字运行方式

3 设计方法

3.1 设计路线

势能驱动车由车身、原动机构、传动机构、行走机构、转向机构和微调机构组成，综合考虑赛道大小、重物尺寸、行走长度、行走稳定性、拆装难度及加工等因素后，驱动车在设计过程中应注意以下几点。首先为了便于拆装，车身结构应尽量简单、传动件尽量少；……