结构设计方案报告

1、设计思路（设计方案、预期指标、成本等）

根据课程要求，为达到直行前进的目的，无碳小车应该实现两个功能：重力势能转换和轮子直行，据此可将小车分为驱动机构和直行机构两部分。驱动机构要求能量损耗小，选用定滑轮。执行机构要保证前轮不会偏移方向且后轮尽量稳固。

设计方案：

（1）小车以铁板做的底板为主体，上面安装三根吊挂重物的立杆，并利用3D打印件（如图1）固定这三根立杆，并且在这3D打印件上装上定滑轮。

（2）直行机构中，为保证前轮方向不会有偏差，用两个3D打印件固定前轮，并利用三角形稳定的原理制作一个三角形指针的3D打印件保证前轮方向不会有偏差

（3）驱动结构中，适当加高重锤高度，使重锤具有更多重力势能。重物块下落的势能通过绕定滑轮将驱动力传递给前轮，使后轮前行。

预期指标：（1）小车前进时前轮不会出现方向偏差的问题；

（2）后轮比较稳定，不会太晃；

（3）重锤下落到铁板上时绳会与轴脱落从而不会对小车前行产生阻力；

（4）整辆车能前进到20米左右处。

成本：主要材料有铁制底板一块、不锈钢圆盘两个、不锈钢空心杆3根、定滑轮一个、前轮一个、铁制圆轴一根、螺丝若干。整体大约30~40元

2、小车出发定位方案（保证小车直线行走方案）

1.为保证前轮方向不出现严重偏差，我们利用两个3D打印件，用来固定前轮，利用三角形稳定的原理制作一个三角形指针的3D打印件来调整其偏向保证不出现严重偏差（如图1，2）。

2.为使后轮更加稳定，我们将用四个长方形铁块用来固定后轮，如图3。

3、总结和体会（自主设计部分、小车运行情况及小车装配等总结、体会）

自行设计部分：3D打印部分我们选择打印安装定滑轮的三角形板（如图1），其中零件的尺寸。利用三角形稳定的原理制作一个三角形指针的3D打印件来调整其偏向保证不出现严重偏差。这也让我们掌握了一定的3D软件绘图基础。

小车运行情况：整体运行情况还行，方向偏移不大，大约能跑18米。主要问题是由于三角形指针偏向略难调，导致小车走向略微往右偏。

小车装配情况：(1) 固定前轮时3D打印件的尺寸略微有些偏差。

(2)小车整体采用可拆卸结构，可大大节省装配时间。

心得体会：在设计无碳小车的环节中，我们在此过程当中反复探索、不断前进。这个过程，增强了我们对专业知识的理解，同时锻炼了我们的动手能力。在无碳小车不断完善的过程中遇到了很多问题，通过发现问题、分析问题、解决问题，使我们学会了如何从工程设计的角度去看待问题，这是我们参加此次设计工作的最大收获!

组号