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作品名称：基于凸轮转向机构的S型温差电动小车设计
学校名称：马鞍山学院
参赛队伍：旺旺队
队伍编号：224374
参赛学生：宋洋洋
指导老师：陈志韩飞坡
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

一、开发背景

1. 绿色能源需求：随着全球对绿色低碳发展的重视，新能源技术的探索与应用成为重要方向。

2. 温差发电技术：利用温度差异产生电能，具有高效、环保的特点，适用于清洁能源车辆。

3. 凸轮机构优势：结构紧凑、控制简单、安装方便，适合用于转向机构设计。

4. 项目目标：设计一款基于凸轮转向机构的S型轨迹温差电动小车，展示温差发电技术的潜力，推动新能源汽车技术的发展。

二、结构说明

1. 机械结构

- 驱动系统：采用直流减速电机（GA12-N20，1W，30r/min），驱动轴直径3mm（不锈钢，调质处理）。

- 转向系统：盘形凸轮机构，通过拨杆带动转向轮周期性转动；凸轮轮廓由MATLAB根据预设S型轨迹生成，导入SolidWorks建模；拨杆转向轴为45号钢，直径5mm。

- 车体与支架：3D打印外壳与支撑件（树脂/ABS），铝合金底板（激光切割加工），齿轮为铝合金标准件。

2. 温差发电系统

- 发电模块：4片TEP1-142T300温差发电片串联（40mm×40mm）。

- 散热方式：风冷散热，使用铜片、散热片和导热硅脂增强热传导。

- 热源：酒精灯加热铜片形成温差。

3. 电路与控制系统

- 主控芯片：STM32F103C8T6，负责电机控制、读卡、播报等功能。

- 读卡模块：U13T RFID模块，用于识别路径上的UID标签。

- 播报模块：语音播报模块，到达指定位置时播报信息。

- 降压模块：将温差发电的不稳定电压稳定至5V，供单片机和电机使用。

三、功能与使用说明

1. 主要功能

- S型轨迹行驶：通过凸轮转向机构实现周期性转向，使小车沿预设S型路径行驶。

- 温差发电驱动：利用酒精灯加热温差片发电，驱动电机运行。

- 自动读卡与播报：小车底部装有RFID读卡器，识别路径上的UID标签后触发语音播报。

- 红灯提示：到达指定位置时，红灯闪烁一次。

2. 使用流程

- 启动准备：点燃酒精灯加热温差发电装置，等待电压稳定至5V。

- 行驶控制：单片机控制电机启动，凸轮盘周期性转动实现S型转向。

- 读卡与播报：行驶中读取地面UID标签，到达指定位置时自动播报信息并红灯闪烁。

- 结束运行：熄灭酒精灯，发电停止后小车逐渐停止。