1、决赛场地及轨迹规划
1）依据命题假设现场初赛的场景描述
现场初赛比赛场地为 5200mm×2200mm 长方形平面区域，共设立10根障碍桩以及两块中间隔板，障碍桩为直径20mm、高200mm的圆棒，障碍桩之间的间距如图所示（障碍桩间距指两个障碍桩中心线之间的距离）。初赛时，两块中间隔板之间放置活动隔板，中间隔板和活动隔板为厚度12mm、长度1000mm的隔板。比赛时，第一根障碍桩和第四根障碍桩位置不变，中间两根障碍桩（第二根障碍桩和第三根障碍桩）的位置沿赛道顺时针或逆时针在-300~+300mm 范围内调整，调整范围由抽签决定。针对初始赛道的障碍桩间距，我队规划轨迹。
若抽签后，赛道的障碍桩间距发生变化，则通过驱动车的微调机构进行微调，使其能够应对各种赛道。
2）拟规划的现场决赛的场景设计
如图1.3所示，本赛队拟规划决赛现场初赛比赛场地为 5200mm×2200mm 长方形平面区域，共设立12根障碍桩，直线赛道上的桩数各为5根，障碍桩间距为850mm以及两块中间隔板，中心线两侧的障碍桩距边界隔板的距离为200mm。
改环形轨迹为八字轨迹，增加运行方式的难度系数。并针对拟规划的赛道，规划轨迹：
3）现场初赛与现场决赛的方案详细对比分析
将现场初赛与现场决赛的方案详细对比分析后结论如下
本队规划的决赛场地相对于初赛场地，增设两个障碍桩，障碍桩之间的横向间距变小，由初赛的1000mm变为850mm，纵向间距不变，仍为550mm；中心线两侧的障碍桩距边界线的距离减小，由初赛的550mm缩小为200mm。决赛场地，桩间距恒定。为能使驱动车跑出8字轨迹，决赛时场地的两块中间隔板之间，不放置活动隔板。
本队的决赛拟运行方式也由初赛的环形改为8字。
因为绕过的障碍桩数和桩距不同，为使路径更加圆润光滑，小车行进更加有效，利用正弦函数曲线、直线、圆弧组成环形和双八的轨迹。
2、拟规划的现场决赛作品的主要传动零件（例如凸轮、齿轮等）及机构的设计
1）传动机构设计思路及原理图
传动机构设计思路：采用齿轮传动机构、凸轮摆杆机构配合实现传动。
①齿轮传动机构原理图如图2.1.1，两个15齿、一个75齿、一个90齿的齿轮按照如图所示，结构相互配合，实现小车动力传动。②凸轮摆杆机构原理：
根据我队设计的小车俯视图2.1.3所示，凸轮在前轮的左边，则推杆与凸轮半径的对应关系如下所示：
摆杆位于左偏满位置时，凸轮对应最大半
摆杆位于回正位置时，凸轮对应基圆半径；
摆杆位于右偏满位置时，凸轮对应最小半径；
若凸轮位置在前轮右边，则摆杆与凸轮半径的对应关系相反。
根据规划小车的轨迹，可分析出摆杆位置的不断变化，因此可计算出完整凸轮。
2）主要传动零件及机构设计计算
①凸轮生成：
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属性
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数值
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说明
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圆形，平移，20移动
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生成方法
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生成了新的移除了轨道的零件
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坯件外径和厚度
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250
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5
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近毂直径和长度
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50
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0
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远毂直径和长度
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50
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0
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坯件圆角半径和倒角
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0
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0
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通孔孔直径
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10
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轨类型和深度
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贯穿
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20
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分辨类型和数值
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弦公差
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0.01
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轨道曲面
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内部
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圆弧
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√
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②凸轮运动： 开始半径：60，总运动：360.00闭环
3）对假设现场初赛与拟规划现场决赛的主要传动零件（例如凸轮、齿轮等）进行详细对比分析，并给出明显区别的结论
① 假设现场初赛：
初赛中桩距不变
初赛选择环形轨迹，通过计算得到主动轮轨迹长度为10276.13mm；
齿轮选择二级传动，传动比分别为1：5，1：6，通过计算得到主动轮理论直径为109.03mm；
凸轮基圆半径为40mm；
前轮采用一体式转向机构；
② 拟规划现场决赛：
决赛选择八字轨迹，通过计算得到主动轮轨迹长度为13134.16mm；
齿轮仍选二级传动，传动比还是1:5,1:6，通过计算得到主动轮直径为139.36mm；
凸轮基圆半径为60mm；
前轮采用一体式转向机构；
③ 结论：
对比现场初赛环形轨迹，拟规划现场决赛八字轨迹主要修改的零件有：凸轮，主动轮，从动轮，前轮轴的高度等。
凸轮由图2.3.1变为图2.3.2；
主动轮和从动轮直径增加，以满足轨迹增长的要求
前轮轴的高度增高，由于主动轮和从动轮直径增加，底板支撑高度增加，需提高前轮轴高度满足支撑底板的作用。
3、竞赛过程详细描述
（1）发车前微调：
①发车前微调驱动车机构，增加运行精确度：
在理论位置启动驱动车，使驱动车在赛道面上自由运动，观察驱动车沿计算轨迹路径左右偏转情况，然后进行调节。
②放车位置调整：
在发车区内，采用激光定位来确定驱动车放车位置。
驱动车发车位置由两部分决定：车身在赛道上的位置、摆杆在凸轮上的位置。
车身位置：利用已算好的轨迹计算好量块，量块沿发车区外边线竖直放置，驱动车中心位置放置有垂直于车身方向和平行于车身方向的两支激光笔，操作时需要注意两束激光与量块边线完全重合。调整方案示意图如图3.1.1
图3.1.1 发车调整方案示意图
推杆在凸轮上的位置：凸轮初始位置由理论计算得，为了方便计算和调试，以0°作为初始位置。在凸轮初始位置处钻有定位孔，前轮一侧设有定位销孔，发车时可以通过插入定位销确定位置，以便凸轮准确快速的定位。
（2）运行路径：
在理想位置启动驱动车，使驱动车在赛道上沿逆时针方向按8字的运行方式自动前行，总共应绕过12个障碍桩，每个障碍桩间距为850mm，中心线两侧障碍桩距边界200mm，间距恒定。
（3）现场拆装及调试：
将驱动车安装有齿轮、凸轮、链轮和皮带轮等传动构件的轴（驱动轴、变速轴、转向轴）从驱动车上拆下，并从轴上拆掉轴上所有零件。
拆下所有应拆的零件后，进行组装调试，使小车重新在发车位置发车，看小车是否还可以按原轨迹运行。
（4）运行评分标准：
由三部分构成，一部分是驱动车有效的运行距离长短，二是驱动车运行时绕过的有效障碍桩数，三是原有选择的路径难度系数。
①驱动车有效的运行距离评定：在赛道中线上测量，出发线至本次比赛结束时驱动车前端间的小车运行的直线和圆弧总长度，测量读数精确到毫米。
②驱动车有效绕过障碍桩评定：驱动车须分别从前后障碍桩的左侧（或右侧）和右侧（或左侧）越过赛道中心线（即驱动车后轮过赛道中心线），且障碍桩未被撞倒或推出障碍桩定位圆，视为有效越过障碍桩；
③有效 8 字运行方式的评定：从出发区运行到后轮压过隔板中心线；一圈完整的 8 字运行方式必须包括两次从隔板两侧穿过隔板中心线，其轨迹为命题规定的 8 字；
