基于余弦机构的S形无碳小车的优化设计
施栩，刘伟霖，闵睿，奚延辉，金悦，桂亮
（西安交通大学 机械工程学院，陕西 西安 710049）
摘要：为了研究绕“S”行走无碳小车的运动特性与解决方案，在基于曲柄滑块的无碳小车转向机构上进行了创新设计，提出“余弦－摆杆”机构，利用SolidWorks软件进行无碳小车建模，并对MATLAB软件迭代算法进行了优化，分析小车的微调结构及几何参数，得出了应对加工及装配误差的小车整体设计方案。优化后的无碳小车能在很大程度上实现预先的目标与需求，为无碳小车机构设计及路径模拟提供了思路，也为此后类似的设计以及调整提供了理论及实践基础。
关键词：无碳小车；转向机构；微调机构；建模仿真；参数优化
中图分类号：TH122 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2019.09.013
文章编号：1006－0316 (2019) 09－0070－07
The Optimized Design of S-Shaped Carbonless Car Based on Cosine Mechanism
SHI Xu，LIU Weilin，MIN Rui，XI Yanhui，JIN Yue，GUI Liang
( School of Mechanical Engineering, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China )
Abstract：In order to study the motion characteristics and solution of the “S” tracked carbon-free car, an innovative design on the steering mechanism of the car based on the crank slide mechanism is carried out in this paper. The “cosine-pendulum mechanism” was proposed and 3D modeling was established using SolidWworks. Besides, the iterative algorithm was optimized using MATLAB to analyze the geometric parameters and the way of fine-tuning, and finally came out the design proposal of dealing with machining and assembly errors of the carbon-free car. The optimized carbon-free car can meet the requirements properly and provide a theoretical and practical basis for similar designs.
Key words：carbon-free car；steering mechanism；fine-tuning mechanism；modeling and simulation；parameter optimization
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收稿日期：2019－03－20
基金项目：全国大学生科研训练和实践创新基金“比赛中的无碳小车定位策略”项目（XJ201810698026）
作者简介：施栩（1998－），男，四川成都人，本科在读，主要研究方向为机械工程及自动化研究；奚延辉（1963－），男，陕西渭南人，博士，副教授，主要研究方向为机械设计、振动与噪声控制。
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