1 工況要求

假設(shè)驅(qū)動車場地為5200mm×2200mm長方形平面區(qū)域(如圖1所示)，沿直線賽道中心線上放置4個障礙樁，最初障礙樁是從出發(fā)線開始按平均間距1000mm擺放。

小車運行方向必須為逆時針，缺口處放置活動隔板，第一障礙物和第四障礙物位置不變，中間兩根障礙物(第二根障礙物和第三根障礙物)的位置在-300～+300mm范圍內(nèi)沿賽道同向調(diào)整。

2 環(huán)型無碳小車結(jié)構(gòu)設(shè)計

為保證小車按預(yù)期軌跡行駛，小車基本結(jié)構(gòu)應(yīng)包括傳動機構(gòu)、原動機構(gòu)、行進(jìn)機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)、微調(diào)機構(gòu)等?？紤]到行進(jìn)過程中轉(zhuǎn)彎的影響，為防止小車側(cè)翻及車輪打滑，因此小車行進(jìn)速度不宜過快，行進(jìn)過程要盡量平穩(wěn)，整車重心要低。由于小車全部驅(qū)動能量來自砝碼下落所產(chǎn)生的重力勢能，因此小車在傳動過程中應(yīng)使能量損失盡可能的小，以保障小車能夠行駛更遠(yuǎn)的距離。同時，為使加工方便，小車整體結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單。

要做好農(nóng)村小學(xué)校的管理，管理者的知識結(jié)構(gòu)、人格修養(yǎng)、處事風(fēng)格、能力水平等等都是重要的因素，這需要管理者做教育教學(xué)的標(biāo)兵、做為人處事的楷模、做引領(lǐng)發(fā)展的智者。

2.1 傳動機構(gòu)設(shè)計

由于小車在行駛過程中所獲總能量為定值，故在設(shè)計中要求能量損失低，因此要求傳動效率高，能量損失低。通過對比分析帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動三種不同傳動形式的優(yōu)缺點可知齒輪傳動具有傳動效率高、傳動比恒定、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點，故用于小車傳動機構(gòu)中最為合適。

在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，圓錐形繞線輪雖然具有足夠的啟動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動小車行進(jìn)，但存在著一定缺陷。若錐形繞線輪錐度過小，則會使得小車啟動后持續(xù)保持加速運動狀態(tài)，易造成小車運行速度過快從而發(fā)生滑移甚至側(cè)翻現(xiàn)象，且會造成小車?yán)碚撔旭偩嚯x變短。若錐形繞線輪錐度過大，在繞線操作過程中極易發(fā)生脫線等情況，不易操作。

經(jīng)綜合考慮，小車采用凸輪推桿機構(gòu)作為其轉(zhuǎn)向機構(gòu)，如圖5所示，凸輪與繞線輪同軸并由繞線輪驅(qū)動進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動，推桿與前輪支架相連帶動前輪擺動，進(jìn)行左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。通過設(shè)計凸輪形狀，保證前輪左右轉(zhuǎn)角角度與小車當(dāng)前所在位置相對應(yīng)，實現(xiàn)了小車轉(zhuǎn)向問題。

為使小車獲得更遠(yuǎn)的行進(jìn)距離，傳動比應(yīng)盡量大些，并且各級傳動比分配要合理，避免單擊傳動比過大造成小齒輪磨損加劇，導(dǎo)致齒輪壽命變短。小車齒輪模數(shù)為1，Z

=120，Z

=Z

=20，Z

=110?？倐鲃颖葹閕。

i=i

*i

=33

2.2 原動機構(gòu)設(shè)計

3.深推“兩學(xué)一做”，貫徹學(xué)習(xí)精神。公司領(lǐng)導(dǎo)班子以身作則、率先垂范，每月積極參加黨委中心組集中學(xué)習(xí)，各黨支部、黨小組通過講黨課、學(xué)習(xí)研討、知識競賽、黨員輪訓(xùn)、撰寫學(xué)習(xí)心得等多種方式深入學(xué)習(xí)宣傳貫徹黨的十九大精神和習(xí)近平總書記系列重要講話精神及治國理政新理念新思想新戰(zhàn)略，不斷武裝頭腦、指導(dǎo)實踐，以高度的責(zé)任擔(dān)當(dāng)精神，用實際行動和強力舉措推動黨的十九大精神落地生根、開花結(jié)果。

2.3 行進(jìn)機構(gòu)設(shè)計

小車在行進(jìn)過程中，由于受到加工精度、安裝精度、環(huán)境因素及人工啟動誤差等影響，其運動實際軌跡與理論軌跡必將出現(xiàn)一定偏離，因此需要設(shè)立微調(diào)機構(gòu)對誤差進(jìn)行修正以盡量減少該偏移值。小車微調(diào)機構(gòu)由微分頭及一組微調(diào)塊組成，如圖7所示，通過旋轉(zhuǎn)微分頭從而改變推桿與小車前輪之間的初始夾角角度，從而達(dá)到改變小車運行軌跡的目的

。

2.4 轉(zhuǎn)向機構(gòu)設(shè)計

為使小車按規(guī)定路線行進(jìn)，小車需要具備一定規(guī)律的轉(zhuǎn)向，其前輪需要按照當(dāng)前所在位置左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)至某一角度。并且由于小車運動速率是連續(xù)的，因此前輪轉(zhuǎn)彎曲率不能突變過大，以免產(chǎn)生側(cè)翻和滑移。轉(zhuǎn)向機構(gòu)是小車的核心機構(gòu)

，對于該機構(gòu)的要求包括結(jié)構(gòu)簡單、準(zhǔn)確度高、運行平穩(wěn)等。

目前，伊拉克國內(nèi)主要分為3股勢力：南部人口占伊拉克多數(shù)的什葉派、北部的庫爾德人以及巴格達(dá)以北以及以西的遜尼派。根據(jù)伊拉克戰(zhàn)后各方達(dá)成的政治默契，伊政府總理由什葉派擔(dān)任，議會議長由遜尼派擔(dān)任，總統(tǒng)由庫爾德人擔(dān)任。歷史上處于領(lǐng)導(dǎo)地位而戰(zhàn)后政治上被邊緣化的遜尼派不愿接受新的政治秩序。

凸輪設(shè)計采用以下思路，將凸輪平分為N份，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)動(360/N)°，主動輪運動距離為L。設(shè)定前輪轉(zhuǎn)角θ，已知參數(shù)前后軸距離 A、主動輪偏距E、節(jié)點距離 L，由 MATLAB軟件計算出凸輪基圓半徑R0

。其運動仿真曲線如圖6所示。

1)在溫室中，通過與非靜電對比試驗可以看出在靜電作用下霧滴粒數(shù)和平均粒徑的沉降分布狀態(tài)得到了明顯的改善，已經(jīng)達(dá)到了生物最佳粒徑20～50μm的防治需要，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代噴霧的要求。

2.5 微調(diào)機構(gòu)設(shè)計

小車在轉(zhuǎn)彎時，左右輪上勢必會產(chǎn)生差速，因此在不采取措施的情況下，差速會影響小車運行的穩(wěn)定性并使后輪產(chǎn)生滑移，一方面將會產(chǎn)生滑動摩擦，使得能量被大量消耗，另一方面小車行駛軌跡也會與預(yù)定軌跡產(chǎn)生偏移，影響小車的正常繞障。因此小車采用單輪驅(qū)動，并將轉(zhuǎn)向輪與驅(qū)動輪放在同一側(cè)(如圖4所示)，這樣的單輪驅(qū)動可以避免轉(zhuǎn)彎時產(chǎn)生的差速影響。

(1)小車在材料選擇上，支撐桿、前支撐座、前纏線輪及套筒等部分部件可以使用3D打印

，成型精度高，成型速度快，節(jié)省了大量人力與物力

。

3 原動機構(gòu)優(yōu)化

齒輪傳動雖然效率高，但仍有部分能量損失，考慮到為使傳動效率盡量高，應(yīng)使用較少對齒輪進(jìn)行傳動，從而使得傳動過程中能量損失最小。然而，為小車行駛距離盡可能遠(yuǎn)，應(yīng)采用較大傳動比使重物下落相同的距離時小車行駛的距離更遠(yuǎn)。綜合以上情況，故采用二級齒輪傳動。考慮到啟動時，小車需要的啟動轉(zhuǎn)矩較大，而在行駛過程中所需轉(zhuǎn)矩較小，因此需要設(shè)計一錐形繞線輪過渡小車運行時所受轉(zhuǎn)矩，通過控制繞線輪的徑向矢量來實現(xiàn)對小車驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，從而控制小車行進(jìn)速度，獲得較大的行進(jìn)距離，提高小車整個運行系統(tǒng)的穩(wěn)定性。傳動機構(gòu)示意圖如圖2所示。

基于上述情況，設(shè)計一種帶擋邊的螺旋繞線輪，利用擋邊及螺旋凹槽固定細(xì)繩的纏繞軌跡，從而簡化人工操作。同時采用大錐度過渡啟動部分至穩(wěn)定運行部分的繞線，使小車在具有足夠啟動轉(zhuǎn)矩的同時，在啟動后有擁有較小的轉(zhuǎn)矩使得小車穩(wěn)定行進(jìn)，避免了小車在運行過程中因行進(jìn)速度過快而產(chǎn)生的不良影響。螺旋繞線輪如圖9所示。

原動機構(gòu)作用為將砝碼下落消耗的重力勢能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動小車的機械能。因此應(yīng)使原動機構(gòu)在滿足功能需求的前提下盡量簡單。小車采用定滑輪、繞線輪、細(xì)線及相關(guān)支撐構(gòu)成原動機構(gòu)，其原理圖如圖3所示。定滑輪采用同心大小輪結(jié)構(gòu)

，可依據(jù)實際地面摩擦力的大小調(diào)整細(xì)繩纏繞位置，使得小車能夠適應(yīng)不同場地，經(jīng)實際測試，將大小輪直徑確定為1：1.5。細(xì)繩一端系在砝碼上，另一端通過定滑輪纏繞在繞線輪上。纏繞繞線輪時要逐級纏繞，使得細(xì)繩逐漸向圓錐半徑增大的方向纏繞。通過這種結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以使小車獲得足夠的啟動轉(zhuǎn)矩驅(qū)動其行駛，并在行駛過程中基本保持較低的速率運動，可有效防止小車速度過快導(dǎo)致的車輪側(cè)滑或車身傾翻。支撐構(gòu)件中的支撐桿采用鋁管材料，原因是其質(zhì)量輕且剛度大，可以在滿足支撐強度的同時盡量減少小車整體重量。

4 加工工藝與實際調(diào)試

4.1 加工工藝

實際微調(diào)機構(gòu)如圖8所示。微調(diào)機構(gòu)對小車運行軌跡影響如下：擰緊微分頭，使得推桿與前輪夾角減小，小車整體左偏；擰松微分頭，使得推桿與前輪夾角增大，小車整體右偏。

存在價值是衡量一件物品的主要標(biāo)準(zhǔn)，針對非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)主動結(jié)合其文化價值與使用價值兩方面，如此才能體現(xiàn)及具備一定的市場受眾和突出其自身的市場價值。

(2)為方便軸承等標(biāo)準(zhǔn)部件的安裝，對于軸零件在加工時應(yīng)適當(dāng)?shù)菇?，加工后可用砂紙打磨后拋光，去除零件表面毛刺。小車裝配完成后可用潤滑油進(jìn)行潤滑，以減少零部件支架的磨損。

(3)由于受加工精度、安裝精度及環(huán)境因素等影響，小車在加工安裝后的運行軌跡將會與預(yù)期軌跡產(chǎn)生偏差，若此偏差較小，可通過微調(diào)機構(gòu)進(jìn)行調(diào)整；若偏差過大，則需要對凸輪進(jìn)行修正。為避免材料浪費及方便調(diào)整凸輪參數(shù)，可先采用亞克力板加工凸輪進(jìn)行調(diào)試。在經(jīng)過對凸輪多次修正后，可再采用鋁合金等材料加工凸輪。

4.2 實際調(diào)試

在實際調(diào)試環(huán)節(jié)中，確定小車發(fā)車點位置、小車發(fā)車角度及初始凸輪角度極為重要。在確定小車發(fā)車位置及發(fā)車角度時，可先通過微調(diào)機構(gòu)調(diào)整小車整體運行軌跡，使其接近于理想軌跡，之后通過不斷微調(diào)小車位置及使用微調(diào)機構(gòu)不斷調(diào)整，確定小車最佳發(fā)車位置及角度。根據(jù)調(diào)試結(jié)果，對于發(fā)車角度及發(fā)車位置進(jìn)行測量并記錄下來，以便提高發(fā)車的成功率。

⑦地方政府確保投入。地方各級政府要將水土保持治理經(jīng)費列入當(dāng)年年度財政預(yù)算，并隨著財政收入好轉(zhuǎn)逐步增加水土保持工作經(jīng)費。根據(jù)規(guī)劃，每年市和縣級財政應(yīng)當(dāng)安排治理水土流失生態(tài)修復(fù)投資1 000萬元以上，確保目標(biāo)任務(wù)的全面完成。

5 結(jié)論

通過SolidWorks建模及Matlab仿真設(shè)計出一種環(huán)型賽道無碳小車，利用凸輪機構(gòu)實現(xiàn)了小車精準(zhǔn)轉(zhuǎn)向，并且對原動結(jié)構(gòu)中的繞線輪進(jìn)行了創(chuàng)新性設(shè)計，使得小車具有啟動轉(zhuǎn)矩大、運行平穩(wěn)、行駛距離遠(yuǎn)、操作簡單等優(yōu)點。同時設(shè)計了微調(diào)機構(gòu)對于小車運行軌跡進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得小車具有良好的適應(yīng)性，小車小車整體示意圖如圖10所示。

[1]陳俊潤, 陳顯揚. “雙8字”型無碳小車結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].內(nèi)燃機與配件. 2020, (09): 230-1.

[2]李星, 李振龍, 張博, et al. 創(chuàng)新型無碳小車的設(shè)計與研究[J].內(nèi)燃機與配件. 2020, (17): 212-4.

[3]朱桂成, 張小奇. 環(huán)“S”形勢能無碳小車設(shè)計與仿真[J].現(xiàn)代機械. 2022, (01): 80-3.

[4]劉宇欣, 謝濱, 程超偉, et al. 基于凸輪機構(gòu)的8字S軌跡無碳小車[J].機械制造. 2022, 60(01): 29-33.

[5]蘆新春, 王子軒, 黃茜茜. 無碳勢能車的運動仿真與結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化[J].機械研究與應(yīng)用. 2021, 34(06): 78-80.

[6]姜國振, 宋敬敬, 劉鈺杰, et al. 基于重力勢能驅(qū)動S環(huán)形小車設(shè)計與制作[J].南方農(nóng)機. 2022, 53(04): 132-5.