[發(fā)明專利]S形變距行走的無(wú)碳小車

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510231606.0
• 申請(qǐng)日: 2015-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN104874187A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安冬;李昱;張童;熊永齊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)建筑大學(xué)
• 主分類號(hào): A63H17/00
• 分類號(hào): A63H17/00;A63H17/26;A63H31/08
• 代理公司: 沈陽(yáng)圣群專利事務(wù)所(普通合伙) 21221
• 代理人: 王憲忠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無(wú)碳小車，尤其是涉及一種競(jìng)賽類S形變距行走的無(wú)碳小車。

背景技術(shù)

一種競(jìng)賽類無(wú)碳小車，要求：設(shè)計(jì)以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的自行小車，要求小車在行走過(guò)程中完成所有動(dòng)作所需的能量均由此給定重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換而得，不可以使用任何其他來(lái)源的能量。要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)放有不同間距障礙物的競(jìng)賽場(chǎng)地。要求小車為三輪結(jié)構(gòu)。該給定重力勢(shì)能為1Kg的標(biāo)準(zhǔn)砝碼獲得，要求砝碼的可下降高度為400±2mm。賽道寬度為2米，出發(fā)端線距第一個(gè)障礙及障礙與障礙之間的間距均相同。競(jìng)賽小車在前行時(shí)能夠自動(dòng)繞過(guò)賽道上設(shè)置的障礙物，障礙物為直徑20mm、高200mm的圓棒，沿賽道中線等距離擺放。小車有效的繞障方法為：小車從賽道一側(cè)越過(guò)一個(gè)障礙后，整體越過(guò)賽道中線且障礙物不被撞倒或推出障礙物定位圓；連續(xù)運(yùn)行，直至小車停止。小車有效的運(yùn)行距離為：停止時(shí)小車最遠(yuǎn)端與出發(fā)線之間的垂直距離。目前已有的競(jìng)賽類無(wú)碳小車有諸多不太完善的地方。其一，小車的驅(qū)動(dòng)裝置把牽引繩直接纏繞在車輪驅(qū)動(dòng)軸上，導(dǎo)致小車的啟動(dòng)力矩較小，不利于小車的起步，同時(shí)使小車的行駛距離受到影響。其二，在調(diào)試小車時(shí)，受到繞線位置及牽引繩長(zhǎng)度的影響，不能準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)前輪角度，造成調(diào)試不便，影響小車的越障行駛。其三，小車機(jī)構(gòu)中不帶有變距裝置，不能適應(yīng)不同間距障礙的競(jìng)賽場(chǎng)地。其四，小車零部件過(guò)于復(fù)雜，加工成本較高，不太符合小車無(wú)碳、低成本的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種競(jìng)賽類的S形變距行走的無(wú)碳小車，它利用1Kg勢(shì)能塊在400±2mm的下落行程中產(chǎn)生的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車前進(jìn)的動(dòng)能原理，前行時(shí)能夠按照一定的周期性，長(zhǎng)距離的自動(dòng)避開賽道上設(shè)置的障礙物。并且，小車能夠根據(jù)不同間距的障礙物場(chǎng)地，調(diào)節(jié)小車的轉(zhuǎn)向周期性。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:

S形變距行走的無(wú)碳小車，包括有車架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置，

所述車架包括有底板、軸承座、拉桿支架、主動(dòng)軸支架、驅(qū)動(dòng)軸支架、勢(shì)能支架和前輪輪軸支架，底板的中心垂直安裝勢(shì)能支架，底板的后端兩側(cè)分別安裝后輪支架、主動(dòng)軸支架和驅(qū)動(dòng)軸支架，底板的前端安裝有前輪輪軸支架，軸承座固定在底板上并與前輪輪軸支架連接；

所述驅(qū)動(dòng)裝置包括有勢(shì)能塊、定滑輪、主動(dòng)軸、后輪軸、后輪、后大齒輪、小齒輪、前大齒輪、驅(qū)動(dòng)軸、線繩和繞線槽，定滑輪安裝在勢(shì)能支架上，線繩的一端連接勢(shì)能塊，線繩另一端繞過(guò)定滑輪纏繞在繞線槽內(nèi)，繞線槽與后大齒輪安裝在主動(dòng)軸上，后大齒輪嚙合小齒輪,小齒輪嚙合前大齒輪，前大齒輪安裝在驅(qū)動(dòng)軸上，小齒輪安裝在后輪軸上；

所述傳動(dòng)裝置包括有凸輪、拉桿、Y形件，凸輪與前大齒輪安裝在同一驅(qū)動(dòng)軸上，拉桿一端與凸輪相連，拉桿另一端與Y形件連接；

所述轉(zhuǎn)向裝置包括有橫桿和前輪，橫桿一端連接Y形件，另一端連接前輪輪軸支架，前輪輪軸支架與前輪連接。

所述車架為塔形。

所述繞線槽的繞線部分為圓臺(tái)形。

拉桿為T形，拉桿具有長(zhǎng)條形滑槽，Y形件的一端設(shè)置有套孔，套孔內(nèi)具有螺紋，Y形件與拉桿通過(guò)螺母連接，拉桿與Y形件、橫桿、前輪輪軸支架組成前輪調(diào)直裝置用于調(diào)直前輪。

所述的凸輪具有凸輪滑槽，凸輪滑槽邊緣帶有變距范圍的刻度，拉桿一端的長(zhǎng)條形滑槽通過(guò)螺栓螺母連接在凸輪滑槽上，螺栓、螺母緊固在長(zhǎng)條形滑槽上并能在凸輪滑槽內(nèi)移動(dòng)，凸輪與拉桿、螺栓和螺母組成變距裝置。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)與效果是：

本發(fā)明包括有車架、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和轉(zhuǎn)向裝置，用曲柄搖桿實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向，連接車輪的軸為后輪軸，后輪軸上安裝有小齒輪，與小齒輪嚙合的后大齒輪安裝在主動(dòng)軸上，與小齒輪嚙合的前大齒輪與凸輪連接，凸輪與拉桿連接，通過(guò)齒輪嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。利用重力勢(shì)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能驅(qū)動(dòng)小車行走，按照一定的周期性，在前行時(shí)避開賽道上設(shè)置的障礙物。本發(fā)明具有小車前輪調(diào)直裝置，可以調(diào)整前輪的發(fā)車角度，可以精確控制小車行駛方向；本發(fā)明具有小車變距裝置，可以根據(jù)不同間距的障礙物場(chǎng)地，調(diào)節(jié)小車的轉(zhuǎn)向周期性，實(shí)現(xiàn)小車對(duì)不同間距障礙物的越障。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝方便，操作易行，行走距離較長(zhǎng)；本發(fā)明小車的繞線圈呈圓臺(tái)形，使勢(shì)能塊能勻速下落，保證了小車行駛速度的均勻性，增強(qiáng)了小車行駛的穩(wěn)定性。本發(fā)明車架為塔形使得整體重量輕，減少了摩擦力帶來(lái)的能量損耗，同時(shí)整體性好，成本低廉。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；