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机电一体化方向综合课程设计说明书学院嘉兴学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级指导教师学生姓名_日期站立式电动代步车设计摘要：社会的高速发展伴随着环境的严重污染，环境问题已经引起了各方面单位的重视，在全球应对气候变化和能源安全的背景下，国家发改委、国家住房和城乡建设部、国家能源局等各大部委都启动或支持“低碳城市”、“低碳示范区”等城市建设，本文主要叙述了一种站立式电动代步车的设计。该代步车该车设计采用四轮方式，其中以后轮驱动为驱动方式，转向以前轮转向为转向方式，运用牛头式转向柄。总系统包括一下几个子系统：传动系统、转向系统、制动系统、减震与缓冲系统、电路控制系统、电池充放电系统等。采用直流电机作为驱动动力源，传动链和链轮作为力和运动的转换机构。关键词：站立式；减震；直流电机；后轮驱动VerticalelectricvehicledesignAbstract:therapiddevelopmentofsocietywiththeseriouspollutionoftheenvironment,environmentalproblemshavearousedtheattentionofunit,inresponsetoclimatechangeandenergysecurityandglobalbackground,thenationaldevelopmentandReformCommission,theStateMinistryofhousingandurbanruraldevelopment,thenationalenergyboardandothermajorministrieshaveinitiatedorsupportedlowcarboncity,alowcarbondemonstrationzonecityconstruction,thispaperdescribesthedesignofaverticalelectricscooter.Keywords:standing;damping;DCmotor;rearwheeldrive设计任务书题目：站立式电动代步车设计设计任务：设计一个微机控制的站立式电动代步车，具体内容如下：1、机械系统设计：通过计算正确选择传动机构、导向机构、执行机构、驱动电机等，并给出计算依据，绘制机械系统装配图；2、控制系统设计：根据系统要求，选择正确控制策略，设计合理的控制系统，绘制控制系统原理电路图；3、主程序设计：在机械系统与控制系统设计基础上，开发控制主程序，列出程序清单；4、设计说明书撰写系统主要参数：自重:40kg最大载重量：110kg最大行驶速度：30km/h最大爬坡角度：30°满电量最大行驶路程：40km~50km充电时间：4h~7h时间及任务安排12月2日-12月3日对系统运行所需设备、完成的功能进行小组讨论，根据相关资料，撰写任务书12月4日-12月4日根据任务书，完成各子系统目标功能12月5日-12月5日机电一体化传动机构、执行机构等设计计算12月6日-12月9日绘制机械子系统装配图12月10日-12月11日绘制机械子系统零件图12月12日-12月12日传感检测电路设计12月13日-12月16日控制系统设计12月17日-12月18日原理图绘制、控制系统软件设计12月19日-12月20日撰写课程设计说明书目录1系统总统设计............................................................................................................51.1总体性能要求与整体方案...............................................................................51.2各系统方案确定...............................................................................................51.3课程设计主要内容安排...................................................................................62驱动与执行部分设计................................................................................................72.1电机选用...........................................................................................................72.2链的设计计算...................................................................................................72.3链轮选择...........................................................................................................93机械系统设计..........................................................................................................103.1整体车辆以及各部件尺寸.............................................................................103.2轴承的选择....................................................................................................103.3轴的选用和校核.............................................................................................103.4转向系统设计.................................................................................................123.5制动系统设计.................................................................................................173.6缓冲与减震系统的设计.................................................................................194传感检测部分设计..................................................................................................234.1代步小车控制系统电路总体设计思想........................................................234.2方案论证.........................................................................................................234.3设计原理.........................................................................................................234.5软件设计.........................................................................................................275能源部分..................................................................................................................315.1蓄电池的选择................................................................................................315.2充电器的选择.................................................................................................316总结...........................................................................................................................33参考文献......................................................................................................................331系统总统设计1.1总体性能要求与整体方案本课题构思站立式单人电动代步车运用了一般电动自行车的供能模式——采用电池供能，采用直流电动机作为动力源。由于本车采用了普通电动车的的供能和动力提供方式，因此在电池的选择以及电动机的选择上与普通电动车的选择具有部分的相同。总体系统方框图如图1.1所示图1.1系统总体方案图1.2各系统方案确定①机械本体组成结构：机身、框架、机械联接等产品支持结构主要功能：实现构造功能②驱动与执行部分组成结构：驱动部分由电机、链和链条组成。主要功能：根据信息处理部分的命令，驱动运动机械动作完成规定的机械运动。③传感检测中部分组成结构：通过转动霍尔转把控制电机转速，从而控制小车的速度。主要功能：检测运动机构或其他需要检测的物理量，并将心送回信息处理与控制部分，作为发送控制信息的依据。将所测得的各种参量转换为统一规格的电信号输入到信息处理系统中，并由此产生相应的控制信号以决定执行机构的运动形式和动作幅度。④信息处理与控制部分组成结构：根据系统要求用PWM(脉冲调宽电路)满足控制要求，同时兼顾控制系统。主要功能：进行信息处理与控制的核心软件和硬件的功能对系统的功能具有重要影响。将传感器检测的信号根据一定的算法对数据和信息进行存储、变换等处理，再通过接口向执行机构发出执行命令。⑤能源部分组成结构：蓄电池主要功能：负责为系统提供能量和动力功能1.3课程设计主要内容安排第一章总体设计根据任务书明确课程设计内容，确定总体及各子系统方案。第二章驱动与执行部分设计根据系统要求以及满足控制要求，同时兼顾控制系统。第三章机械系统设计工作台外形尺寸及重量估算，机械传动系统设计计算。第四章传感检测部分设计检测运动机构或其他需要检测的物理量，并将心送回信息处理与控制部分。第五章信息处理与控制部分进行信息处理与控制的核心第六章能源部分主要由蓄电池和充电器构成。第七章总结2驱动与执行部分设计直流伺服电机是伺服系统中应用最早的，也是应用最为广泛的执行元件，直流伺服电机具有起动转矩大、体积小、重量轻和转速容易控制、、稳定性好、响应迅速、效率高等优