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C-18跳跳豚

指导教师:李祥 项目成员:郭兴宇 陈思宇 党红涛 李雨卿

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项目简介

项目概述

跳跳豚是一款利用4片碳纤维,6根橡皮筋蓄能可重复跳跃的侦察机器。头部集成电池,电控,电机,侦测,控制机构,身体由碳纤维和橡皮筋组成为类球形机构,底部是支撑机构,由于外表和运动形态类似河豚变大变小,名为“跳跳豚”。

该机器通过力学和运动结构优化,理论上拥有极高的跳跃性能。在30秒内通过完成长时间蓄力,机器立起,调整方向,机构释放,起跳,坠落等动作行为可实现垂直跳跃至少1.5m高度的设计指标。

跳跃机器相较于其他地效机器有着极高的越障能力,在军事侦察,行星探索方面有着较高的应用价值,此外还可以在玩具市场有所建树。对类似机械结构的研究也有着铺垫发展的意义

(全机未蓄力状态尺寸规格在40cm*10*cm*10cm以内,蓄力状态尺寸规格在25cm*30cm*300cm以内。)


项目目标

跳跳豚项目设计目标主要对象是项目挑战赛,主要性能指标是跳跃高度。

项目设计必要目标:

(1)始末长宽高尺寸大小0.5m以内。

(2)跳跃过程有确定的方向偏差。

(3)单次蓄能在30s以内。

(4)单次跳跃1.5m以上。

项目目设计进阶目标:

(1)单次跳跃5m以上。

(2)落地后可再次蓄能调整姿态。

(3)可自行调整跳跃大致方向。

项目设计发展目标:

(1)   单次跳跃10m以上。

(2)   可控制发射角度。

(3)   可控制跳跃移动距离。

(4)   可携带兵乓球完成投掷和释放。


项目成果

项目执行期间全组成员以极高热情投入,在李祥老师,方进晖助教,前人研究的帮助下,取得了一系列有效的实践和建模仿真成果。

1,        理论实践成果:

 (1)弹性片受力公式推导

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(2)弹性片受力理论曲线和应力分析

 

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   (3)组合式蓄能优势分析-(参考文献)

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   (4)实践测试力位移曲线

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   (5)头壳落地应力分析

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   (6)系统数据核算设计

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 (7)运动分析

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2,        建模仿真成果:

(1)第一版设计建模

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(2)最终建模零件

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(3)   组装建模展示

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(4)  门栓结构动画演示

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(5)  蓄能动画演示

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(6)   越障动画演示

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3,        实物制造成果:

(1)   采购物资核算设计

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(2)   实物制作迭代

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(3)   实物运动演示

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(4)   QFD质量展开

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             项目执行过程中全组成员经历了激烈的思辨,反复迭代和测试,在制作实物的过程中也遇到了很多困难和坎坷,但大家齐心协力,立足于理论基础,全方面提升了设计,建模,仿真,3d打印,采购,制作的能力。

但是,过程中也存在许多不完美在激励着大家不断进步改善。

最后由于疫情而没有完成产品的实物最终形态,也是大家的遗憾所在,不过做到理论上心有成竹,在以后的学习生活中依然有机会完成最终的制作。


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