开环轨迹无碳小车设计与误差分析

作     者：张晓敏 张子涵 李航 樊智勇 ZHANG Xiaomin;ZHANG Zihan;LI Hang;FAN Zhiyong

作者机构：中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学航空工程学院天津300300 湘潭大学国际交流学院湖南湘潭411105 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2025年第407卷第1期

页      面：178-183页

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：教育部第二批新工科研究与实践项目(E-CXCYYR20200910) 天津市普通高等学校本科教学质量与教学改革研究计划项目(B201005902,B231005901) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(3122017020) 中国民航大学教育教学改革与研究项目(CAUC-2022-B2-022) 

主　　题：无碳小车 开环轨迹 贝塞尔曲线 MATLAB仿真 误差分析 

摘      要：为实现无碳小车开环轨迹运动,设计并制作了一种基于凸轮机构的无碳小车,可以通过更换凸轮实现不同开环轨迹的运动。首先,结合小车功能要求,设计出小车的整体结构和基本参数,其次,根据已知坐标点利用贝塞尔曲线对理论轨迹进行拟合,获得前轮转角曲线及推程曲线并将其极坐标化得到理论凸轮轮廓,经凸轮原理分析,对凸轮轮廓包络处理,获得实际凸轮轮廓曲线。最后,根据小车实际运行轨迹在MATLAB中进行参数反推仿真,模拟误差产生方式,得出最优调整方案。结果表明,凸轮基圆直径和转向偏距对开环运动轨迹均有影响,其中,凸轮基圆直径对整体运动轨迹影响较大,可作为整体轨迹修正参数;转向偏距对中后程运动轨迹产生旋转偏移,可作为局部轨迹修正参数。文中所述模型及对轨迹误差的研究具有普适性,对开环轨迹小车调试具有较高的指导意义。