作品名稱：避障無碳小車
學校名稱：青島農業大學
參賽隊伍：星火隊
參賽學生：成琨 高升 徐志偉
指導老師：王方艷 王繼偉
作品簡介
我們設計的這款避障無碳小車實現無碳排放，其動力的全部來源于重物下降帶動驅動軸轉動來實現運動，以前已有的無碳小車，在控制前輪轉向能量來源方面家頗為復雜，這就導致能量損失嚴重，從而出現運動距離較近，避障越野能力較差等現象。以前的無碳小車結構過于繁瑣，在加工制作方面實現都有較大困難，而且加重了自身的重量，不易于轉向，避障。而這款無碳小車結構較為簡單，省去能量貯存的再利用的結構，直接經過前期計算小車的運動軌跡，確定小車的關鍵零部件，一次性完成運動，轉向，避障。
為了實現轉向時兩輪能順利轉彎不發生打滑現象，我們將一側的輪子作為驅動輪，另一側輪子自由轉動。小車在前進過程中需要做周期性運動來避開障礙。這需要有轉向機構，依題設計要求把前輪設計成導向輪，讓前輪周期性的左右偏轉，根據三輪轉向的原理，我們可以讓前輪在運動過程中連續的從一側到另一側偏轉，然后，再往回偏轉，這樣小車運動軌跡計算較復雜但運動平穩。也可以讓小車前輪偏在一側在運動中的某一點轉向實現反向偏轉，做周期運動，這樣小車運動軌跡計算簡單，實現容易但是在轉向時存在沖擊振動。考慮到小車在低速下運轉，沖擊就較小，而且小車做圓弧運動時對軌跡的控制準確度高。故我們選用此法實現導向。
根據分析，驅動軸兩端要裝一個驅動輪和一個自由輪，輪子內側要裝支撐軸用的軸承座，中間要有繩輪，靠近驅動輪的一側還要裝給轉向機構傳遞動力的小齒輪。驅動軸與轉向軸轉速比為4:1，為了盡可能少的消耗能量，我們采用一級齒輪傳動，傳動比為4：1，軸向定位均采用定位螺釘形式。
轉向軸中需要裝大齒輪和轉向片，兩側用軸承支承，為了便于在后期調整轉向片的位置我們把一側設計為螺紋形式，靠螺母來微量調整轉向精度。轉向片要實現轉向桿的在兩個位置的定位和從一個位置到另一個位置的轉換。轉向桿一端要與導向輪的輪架固連帶動前輪轉向，另一端要與轉向片接觸實現左右擺動，連接塊是為了實現轉向桿與前輪架的固連。
導向輪架對前輪的固定我們受自行車輪子的固定方式的啟發，采用插架式固定，導向輪我們采用Φ50的尼龍棒制作，中間打孔裝軸承。
