1、湖南大学第 1 页 共 7 页游乐卡丁车设计说明书一、 设计方案的确定本项目基本模仿美国迪斯尼乐园魔幻王国的卡丁赛车项目而设计。而美国迪斯尼乐园的卡丁赛车是有污染的汽油机驱动，在道路中间设置一条宽约 80 毫米的导向轨，设置一条导向轨，控制卡丁赛车的大致方向，而游戏者是通过方向盘控制卡丁赛车运行方向，如果操作失误，卡丁赛车的碰撞轮则与导向轨发生碰撞，使卡丁赛车自动转向，卡丁赛车始终在导向轨的轨迹下运行，而不会横向碰撞相邻轨道上的卡丁赛车，通过卡丁赛车与导向轨的反复碰撞，增加体验者的乐趣。本项目采用滑导线供电，提供的是直流 48V。操作者通过操纵脚踏板调节车辆速度。二、 结构特点本设计由车辆、供
2、电装置、滑导线、受电小车组成。滑导线安装在供电装置中间，车辆通过受电小车向滑导线取电，再传递到车辆的电气柜上，驱动电机运转。车辆由车架、后桥系统、碰撞导向机构、转向系统、座椅、玻璃钢外壳及前后碰撞缓冲装置组成。车架采用方管焊接结构；驱动系统采用 DC48V 直流无刷电机后驱前进，其中无刷直流电机与后桥结构采用一体化结构；碰撞导向机构采用平行四杆机构，四杆机构与羊角采用一拉杆进行连接。当碰撞导向机构与轨道发生碰撞的时候，四杆机构发生位移变化，从而通过拉杆带动羊角进行转动，避免剧烈的碰撞，从而完成转弯。湖南大学第 2 页 共 7 页三、 工作原理1、 卡丁赛车车底下单独有一个受电小车，它不随卡丁赛
3、车左右摆动，始终沿着供电装置前进，受电器装在受电小车上。2、 受电小车采用滑导线进行受电，DC48V 供电。滑导线为进口技术和材料，以满足卡丁赛车的高速度的运行。3、 滑导线安装在防偏轨道内侧，倒置安装，杂物及游客的手难以进入，保证安全。4、 卡丁赛车路线中央有防偏轨道，卡丁赛车上装有六个碰撞轮，卡丁赛车在行进过程中可以左右摇摆，碰撞导向轨道卡丁赛车车体外型1）、造型设计：在卡丁赛车台架基础上进行人机工程分析，玻璃钢壳体制备安装、色彩设计及表面涂装等。2）、卡丁赛车设定为双人座，左侧方向盘控制，卡丁赛车上设有脚踏板加速，另外，卡丁赛车上还设置了刹车装置。3）、游客座椅安全带采用两点式简易自动汽
4、车腰带的安全带。四、主要技术参数的选取根据 GB18162-2008 赛车类游艺机通用技术条件，选取参数如下：1）、运行速度的选取最大运行速度为 20km/h。湖南大学第 3 页 共 7 页运行速度为 12km/h。2）、最小转弯半径 3.0m。根据场地要求，及由于使用滑导线，场地设计最小半径为8.8m。3）、爬坡度小于 30。因为场地平整，故对爬坡度没有要求。4）、活载荷承载 2 人，根据 GB8408-2008 规定，取 750N/人，共 1500N。5)、卡丁车总重 399kg。玻璃钢在内6）、动力采用 DC48V 供电，无刷直流电机功率 1KW。五、 主要受力部件及制造、运输方面的要求
5、1、车架车架是承受人员的主要受力部件，由于采用焊接结构，因此，对焊缝要求高，所有焊缝必须符合 GB18162-2008 赛车类游艺机通用技术条件，不得有漏焊、烧穿、裂纹、气孔、夹渣、未焊透和严重咬边等缺陷，车架重要焊缝应进行超声波与磁粉（或渗透）探伤，超声波探伤的质量等级评定不得低于 GB/T4162 规定的 A 级；磁粉探伤的质量等级评定不得低于 JB/T4730 规定的级；渗透探伤的质量等级评定不得低于 JB/T4730 规定的级。2、碰撞导向机构的碰撞轮轴湖南大学第 4 页 共 7 页碰撞导向机构的碰撞轮轴是碰撞和导向的主要受力零件。材料应采用锻件，加工过程中，必须进行调质处理，制造过程
6、及完工后，都必须进行超声波探伤，其质量等级评定不得低于 GB/T4162 规定的 A 级。3、 前后防撞装置装置弹簧-空气式减震器系统，为了避免减震器本身左右受力、弹性、阻尼力不均等缺点，该结构将减震器前端固定在防撞梁上，后端通过组件与车架铰连，其优点为：（1）弹簧减震器能有效地吸收碰撞的冲击力，并平均地分配给车架；（2）因减震器受力方向为纵向或斜向，使车架受力和刚度都得到了整体改善，从而实现了更好的操纵稳定性（3）结构简单，造价低廉，是以活塞和活塞管之间的间隙，依靠活塞管内空气被压缩而产生空气阻尼的双向作用减震器。主要应用于轻便摩托车和小排量摩托车。减震的弹性特性与阻尼特性设计:4、 碰撞导
7、向装置为了达到了娱乐及比赛的效果，设计了如下图一、二所示的碰撞导向装置。湖南大学第 5 页 共 7 页图一图二湖南大学第 6 页 共 7 页这个装置要满足以下功能：若驾驶员驾驶卡丁车完全按照轨道路线行进，则碰撞导向装置不与轨道发生碰撞，卡丁车的行进也不受阻碍。当卡丁车没有按照轨道路线行进，碰撞导向装置与轨道发生碰撞，碰撞一侧的碰撞轮与轨道相接触，车体的行进使得碰撞轮带动碰撞吸能部分的拉杆在轴承座内滑动并挤压与之套装的弹簧，起到吸能的作用。若行车轨迹严重偏离轨道路线，则碰撞轮支架移动至滑轴处并推动滑轴使得曲柄滑块机构反向传递运动，引起转向节少许角度的回转运动，即实现了给予游客以提醒的作用。驾驶员
8、感受到方向盘的提醒动作后，向相应方向实施转向，使得车体行进方向与轨道路线一致。5、后桥的选型根据有轨卡丁车的的轮胎选用的是型号 R145/80 R12,其中轮胎的宽度是 145mm,80 表示轮胎的断面高度与宽度的百分比为 80%，即轮胎的扁平比，R12 表示轮胎的直径 12 英寸，即400mm,而受电小车拉杆的尺寸是 12mm，经过实物测量，在不干扰受电小车工作的情况下，一体化后桥的最低点满足拉杆工作的要求。而整车的轴距是 1400mm,在不改变后桥驱动电机外型的情总下，把后桥的左右桥壳与半轴订制成长度 1400mm 的尺寸。刹车采用轮毂碟刹。湖南大学第 7 页 共 7 页6、运输由于车辆外壳为玻璃钢，运输中容易损坏，在运输中必须作包装，保证车辆安全运到目的地。
