[摘 要]无碳小车是将重物的重力势能转化为小车的动能，不需要其他装置的控制，以实现小车的自动运行以及小车的自动转弯绕障，故小车的设计显得尤为关键，特别是小车的传动机构和转向机构。
　　[关键词]无碳小车、传动机构、转向机构
　　中图分类号：{O311.3}文献标识码：A文章编号：1009-914X（2013）21-0229-01
　　一、小车的传动机构
　　小车的总能量有限，即重物的初始重力势能是一定的，因此我们选择能量转换效率高的齿轮传动机构。要使小车绕过障碍间距为1米的障碍，齿轮的传动比的设计尤为关键。
　　小车的运行距离与驱动轴的旋转圈数成倍数关系，并且驱动轴与后轮轴的传动比越大，其倍数越大。在保证小车能够正常前进的前提下，可以选择两级传动机构，以增大传动比。两级传动机构示意图如图1所示：
　　重物通过细线缠绕在绕线轮上，重物下落则驱动轮（轴4）旋转，驱动轴带动曲柄轴（轴5）旋转，曲柄轴再带动后轮轴（轴6）旋转。齿轮的传动比为：，即驱动轮旋转一周，曲柄运动两个周期，后轮旋转9周，小车轨迹实现两个完整周期的正弦曲线，直线行驶距离为4m。
　　二、小车的转向机构
　　转向机构是本小车设计的关键部分，直接决定着小车的功能。转向机构也同样需要尽可能的减少摩擦耗能，结构简单，零部件已获得等基本条件，同时还需要有特殊的运动特性。能够将旋转运动转化为满足要求的来回摆动，带动转向轮左右转动从而实现拐弯避障的功能。能实现该功能的机构有：凸轮机构+摇杆、曲柄连杆+摇杆、曲柄摇杆、差速转弯等等。
　　我们选用变形的“曲柄摇杆机构”实现小车的正弦轨迹运动。转向机构如图2所示：
　　连杆2安装在直线滑轨上，在连杆两端的滑块机构约束下，实现连杆2的单一直线运动。小车在运动中的转弯半径与连杆的直线运动距离密切相关，该机构通过添加两个滑块机构，避免了连杆出现上下和左右的转动，保证小车运动轨迹的准确性。但该机构对连杆下的滑轨有较高要求，一般的滑轨机构由于滚珠运动间隙较大，將对小车的运动精度造成影响，因此需要更精密的滑轨机构。同时为了减小内部的摩擦，可以在滑块机构上安装微型轴承，即添加局部自由度，以提高能量的利用率。
　　小车的传动机构和转向机构只是小车的一部分机构，要制作一台完整的小车，还需要原动机构，车架等，但设计的关键是如何减小小车的内部摩擦损耗，以提高小车的能量利用率，这样才能使小车跑的路程更远。
　　参考文献
　　[1] 谢进，万朝燕，杜立杰.《机械原理》北京：高等教育出版社.[2] 王昆，何小波《机械设计》北京：高等教育出版社.