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遥控玩具车结构设计

(工程技术学院,机械电子工程系,机械设计制造及其自动化黎超强)
(学号:2001111009)

内容提要:通过分析 YH800 玩具车的运动原理和结构,根据实际情况提出了接合套换档变
速系统的设计,提供了整个车体结构系统的设计流程,工程文件的编制及 Pro/ENGINEER 在各
设计阶段的应用。
关键词:接合套换档机构,玩具,渐开线齿轮,Pro/E 设计,工程图
教师点评:本项目为一套完整的车体结构 3D 设计。设计者采用了 PRO/E 软件,实现了对
复杂的齿轮、车轮和曲面车身零部件的 3D 建模,并完成了 3D 装配、干涉检查和运动仿真动画。
通过整理工程文件,该生领会了工程设计后续工作的重要性并获得了进行工程文件整理、归类的
知识和方法。
该生自编了工程图的模板和熟悉运用齿轮参数化设计的界面模板,设计文件规范,变速器装
置设计巧妙、简单合理。
从设计输出的结果来看,该生已能熟练运用 PRO/E 软件,掌握了机械结构设计的工具和方
法,工程文件的编制方法,具备了从事产品设计的能力。(点评教师:王华权,高级工程师)

一、市场分析及设计方案的提出
市场分析
随着生活水平日益提高,人们在充分满足了食宿住行各方面的需求后,对平时的娱乐方面也
有了更高的需求。当然玩具是人们在娱乐中必不可少的一种工具,而作为玩具小车,面向的市场
为青少年,这个年龄阶段的孩子除了追求小车飞快的速度带来的刺激感外,同时也会对小车的灵
活控制提出更高的要求。市场上目前有着许许多多的玩具小车,但是,根据我们的调查研究,发
现许多产品的发展尚有一定局限,体现在:
1、机械工作方式单一;2、控制功能不强;3、对路面状况要求高;4、提供可玩的功能少。
提出设计理念
现针对以上所述的几点局限,为满足使用者要求,我设想设计一种多功能遥控玩具小车,其
设计理念如下:
1、工作方式多。有多个驱动源,提供多种工作方式。
2、提供多种可玩功能。包括:高速行走、转向,低速行走转向,绕垂直地面的轴转动,前
后翻转,越过障碍物,翻身行走、转向,攀爬阶梯等等。
3、控制功能好。采用无线遥控方式。
4、通过对遥控器按键的组合可以实现多种特技玩法,可以开发玩者的思维。


二、设计方案分析确定
本玩具小车设计是采用参照设计的方法进行设计的,就是参照现在流行的产品,在它们的基
础上,对它们没有的特性进行开发、更新,在设计过程中很多的零件都是利用参照的方法来确定
的。这样不但开发的周期短,而且更新得更快。下面的设计参数是对比广东省南海市南庄鹰豪玩
具有限公司的 YH800STUNT 特技战车所得:
驱动源:4 个马达
车轮外径:92mm、、58mm
大轮轮距:160mm
1
中轮轮距:150mm
小轮轮距:125mm
轴距:94mm、60mm、222mm
额定电压:DC9V
传动方案分析
经参照可知道:本设计是由多个传动系统组合而成的。将其传动方案分解可得图如下:

如左图 2-1,后
驱部分由两组相同
的电机—减速箱系
统对称分布而成,每
组系统可以进行单
独控制,通过控制电
机的正反转可以实
现转向、转弯,同时
也可以同向同速运
转,前进、后退。
另外后驱部分
还设有一个转臂系
统,通过对电机的控
制来实现车体升降、
翻转等。


图 2-1 整车的传动原理简图

前驱部分只设有一个转臂系统,车轮属于从动方式。转臂系统配合后驱部分的转臂系统实现
越过障碍物,攀爬等功能。
YH800 数码战车样机传动方案与分析
YH800 数码战车样机传动原理图

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图 2-2 驱动轮转动部分图 2-3 转臂部分
YH800 数码战车利用上述的两种传动机构的组合,通过遥控器对四个电机的控制、搭配,可
以实现:自由行走、立臂行走、.前后翻身行走、.翻背行走、翻身立臂行走、昂身行走、.竖立行
走、.越障行走与转向、转圈、攀爬等功能。
YH800 数码战车存在问题:
1)前进速度快,但速度单一,小车定位不准确,转弯难以控制;
2)高速使得输出扭矩小,上坡困难;
因此如何改变小车的速度,以达到转弯时提高控制性能,上坡时增大输出扭矩等目的就成为
首要解决的问题。

采取的解决方案是修改驱动系统的传动比,在原变速系统中增加变速齿轮(组)。通过增加
系统的变速齿轮,使得小车可以获得多种速度