1. 研究目的与意义
2009年初，国务院前总理温家宝在哥本哈根世界气候变化会议上作出了郑重承诺，为了积极应对全球气候的变化，我国单位GDP二氧化碳的排放量将会比2005年下降约45％左右。低碳生活既是一种生活方式，同时更是一种可持续发展的环保责任。生活要求人们树立全新的生活观和消费观，减少碳排放，促进人与自然和谐发展。
随着人们节能环保意识的提升，无碳的理念也越来越被人们提上研究的课题。更洁净、更环保、更节能、更高效的理念也深入人心。本小车的课题来源于全国大学生工程训练综合能力竞赛。总体的思想理念是对无碳理念的探索与开发，对未来无碳的憧憬。为什么叫做无碳小车呢?那是因为我们不能依靠任何与碳相关的能源来驱动小车的前进，例如电能、燃料等全都不行。唯一可以利用的就是的普通碳钢重块铅垂落下时所具有的重力势能。根据能量转换原理将它转换为小车前进的动能，让小车动起来。并且小车可以以特定的S形估计向前前进。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题：
1、重力势能驱动的形式以及哪种驱动形式更加科学简易
2、解决前轮的转向问题的一些基本方案
3. 国内外研究现状（文献综述）
全国大学生工程训练综合能力竞赛是教育部、财政部批准的全同性大学生科技创新实践竞赛活动，是基于国内各高校综合性工程训练教学平台，为深化实验教学改革，提升大学生工程创新意识、实践能力和团队合作精神，促进创新人才培养而开展的一项公益性科技创新实践活动。而竞赛命题主题为无碳小车，正好符合了低碳的要求。
通过对无碳小车的功能设计要求的仔细分析可以得出：小车主要有驱动和转向两个功能。相应的，我们需要设计一个驱动机构将重块的重力势能高效率地转换为小车前行的动能；对于转向功能有个特殊的要求：小车必须自动转向，不能有任何电子的或者人为的控制。所以自动转向机构要让小车周期性地转向，精确地实现预定轨迹，以尽可能多的避开障碍物。
根据对比赛要求分析，其目的是设计一简单机械机构，通过对机械系统动力学 分析使其运动轨迹满足设计要求。
4. 研究方案
根据课题的要求，初步拟定两种小车设计方案。一种是采用带轮传动的传动机构小车，另一种是采用齿轮传动的传动机构小车。带轮具有结构简单、传动平稳、价格低廉、缓冲吸震等特点但是效率及传动精度并不高。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。考虑到不用其它额外的传动装置，直接由动力轴驱动轮子和转向机构，此种方式效率最高、结构最简单。因此最终决定采用齿轮传动。
设计方案：通过重物下落获得的重力势能，由细绳带动小车尾部的轴转动，从而带动轴右端小齿轮的转动，小齿轮带动大齿轮转动。在大齿轮上设置凸轮机构，连接前轮的转向机构，使小车可以绕过每个障碍物。
对于小车转弯时的差速问题：由于小车是沿着曲线前进的，后轮必定会产生差速。对于后轮可以采用双轮差速驱动,单轮驱动，其优缺点如下：
5. 工作计划
毕业设计前一学期末 完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第1周 完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。
第2-4周 英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均用PDF格式，上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。同时学习相关CAD软件和结构设计相关知识。查阅文献资料，撰写开题报告。并交由指导老师批阅，按照指导老师要求进行修改。完成开题报告，经指导老师批阅合格并确认后，上传至毕业设计管理系统。开题报告封面用标准模板。同时分析小车功能及约束条件，，并进行小车的设计方案确定及优化。
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