本文主要探讨了基于Matlab平台实现的无碳小车转向机构优化设计。为了提高无碳小车以“S”形运行轨迹的对称性，文章首先对无碳小车的整车进行了运动机构设计，随后建立了转向机构的数学优化模型，并利用Matlab的优化工具箱对相关参数进行了优化。研究过程中，作者探讨了参数变化对轨迹对称性的影响，并通过Matlab仿真验证了优化后的参数。仿真结果表明，优化后的参数在理论上可以使轨迹对称度达到96%。为了进一步验证，文章还在实际的小车试验中加入了ADAMS仿真，验证了优化后机构的合理性，并显示小车能够完成20个绕桩动作。这些结果表明了优化后的机构能够有效提高无碳小车的运行性能。
文章指出，无碳小车在设计上要求能够运行出“S”形轨迹以避开障碍物，轨迹对称性对于提高避开障碍物的能力至关重要。因此，转向机构的选择、参数设计以及加工精度都是关键所在。目前，国内在转向机构优化方面的研究主要包括三个方面：建立数学模型和整车轨迹方程，通过仿真模拟运行轨迹；使用Matlab建立仿真模型，研究机构特性，并进行参数优化；以及利用ADAMS进行机构运动分析和动力学仿真。
文章详细描述了无碳小车整车的结构组成，包括动力源、传动装置和转向机构等部分。整车结构设计考虑了利用标准砝码下落产生的重力势能来驱动小车前进和转向。动力通过传动装置传递，如绕线轴带动齿轮转动，最终传递到车轮实现驱动。为了保证转向的准确性和效率，转向机构的设计采用了锥齿轮传动和曲柄摇杆机构，有效降低了整车重心，提高了行驶稳定性。
文章还对曲柄摇杆机构的特性进行了分析。曲柄摇杆机构在机构设计中是关键部分，其特性直接关系到无碳小车的转向性能。作者建立了数学模型，并通过计算和仿真找出了摇杆摆角的理论最大值，这是为了确保在实际使用中能够达到预期的转向效果。此外，还讨论了曲柄等速转动与摇杆摆动之间的运动关系，以此来指导后续的优化设计。
整个研究的核心是数学模型的建立和优化。在设计转向机构时，需要考虑诸多因素，包括设计精度、制造工艺等。数学模型的建立可以帮助研究人员更精确地模拟和评估机构在不同条件下的性能，而Matlab优化工具箱的使用则可以更快速、高效地对模型中的参数进行调整和优化，找到最佳的参数组合，使得机构性能达到设计要求。
文章的研究成果具有较强的理论和实践意义，不仅为无碳小车的转向机构设计提供了新的优化思路，而且通过仿真和实验验证了其有效性。这为今后类似的无人车或者自动引导车辆的转向系统优化提供了参考，有助于推动相关领域的发展。此外，文章中提到的方法和结论对于机械系统设计以及运动学和动力学的研究都有一定的借鉴作用。
