文档介绍：㈠无碳小车设计思路
根据本届竞赛题目对无碳小车（以下简称：小车）功能设计、徽标设计的要求，我们首先确定如下的设计思路：
根据能量守恒定律，物块下落的重力势能直接转化为小车前进的动能时，能量损失最少，所以小车前进能量来源直接由重物下落过程中减少的重力势能提供为宜。
根据小车功能设计要求（小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物），小车前进的路线具有一定的周期性；考虑到小车转向时速度有损失，小车前进的线路是命题设计要求的最优解。
结构的设计与成本分析、加工工艺设计统筹考虑，力求产品的最优化设计。
徽标反映本届竞赛主题：无碳小车
㈡无碳小车设计方案
以下是具体的设计方案介绍：
一、徽标设计（图1）
图1
（1）设计说明：
整个徽标是一个椭圆形的圈，包围着一个车轮，车轮下面写着“No Carbon”的字样。其中，车轮代表着我们所做的无碳小车。其后面是由众多抽象的“S”形条纹组成，代表着我们的无碳小车由所要求的“S”形跑到飞驰而出。其下的“No Carbon”字样简单明了地说明了这届大赛的主题，并且外面的椭圆圈，代表着能量的意识，说明了势能与动能相互转换的过程。最后，以整体上看，整个图形像一只眼睛。看着远方，对未来全球实现无碳充满希望。
（2）材料：45钢
（3）制作：激光打标机喷漆
外圈红色R：255 G：0 B：0 内圈红色 R：170 G：0 B：0
“No”R：85 G：85 :B：:85 “Carbon” R：170 G：0 B：0
车轮R：255 G：85 B：85 “S”R：255 G：85~170 B：0~85
二、小车动力、动力—转向、转向系统
1、小车的动力系统（图2）
图2
（1）方案：
根据竞赛命题要求（小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均重物下落减少重力势能转换获得，不可使用任何其他的能量形式）及能量守恒定律，物块下落的重力势能直接转化为小车前进的动能时，能量损失最少，所以以绳拉力为动力为宜。拉力作用于锥型原动轮（以下简称：原动轮）上，形成力矩，力矩对该原动轮产生转动效应，通过一系列齿轮的传动，将动力输出，使后轮转动，小车前进。
（2）以上方案作用：
①由于设计该小车的前进过程是静止—加速—匀速—减速的过程，所以开始时拉力的作用点处在原动轮半径较大处，并且随着小车的前进，拉力作用点距离原动轮的轴线的距离呈递减的线性变化。起始时，原动轮的转动半径较大，起动转矩大，有利起动；起动后，原动轮半径变小，转速提高，转矩变小，和阻力平衡后小车匀速运动。
②重物是由赛会组委会提供，M=1Kg，那么作用于原动轮上的作用力为F=Mg=，那么重物开始下落—重物停止的过程一直处于加速，这与小车的设计运动过程相违背。所以采用一系列齿轮将该作用力产生的扭矩转化为后轮上较小扭矩，增加小车前进的距离，控制小车前进的速度。
2、小车的动力—转向系统（图3）
图3
（1）方案：
根据竞赛命题要求（小车前行过程中完成的所有动作所需的能量均重物下落减少重力势能转换获得，不可使用任何其