[實用新型]一種8字軌跡無碳小車

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520617366.3
• 申請日: 2015-08-17
• 公開（公告）號: CN204952255U
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭紅利;張李嫻;薛志;孟程琳;方強
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: A63H17/26
• 分類號: A63H17/26;A63H31/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種三輪結(jié)構(gòu)小車，具體涉及一種“8”字軌跡行走的無碳小車。

背景技術(shù)

根據(jù)第四屆全國大學(xué)生綜合工程能力競賽的要求，設(shè)計一輛由重力勢能驅(qū)動的小車，在半張標(biāo)準(zhǔn)乒乓球臺上，繞相距一定距離的兩個障礙沿“8”字軌跡繞行，繞行時不可以撞到障礙物，不可以掉下球臺。

通過分析現(xiàn)有無碳競賽車模的公知資料，其有諸多不太完善的地方。首先，現(xiàn)有的動力轉(zhuǎn)換機構(gòu)是把牽引繩直接纏繞在等徑驅(qū)動軸上，而小車的啟動力矩遠(yuǎn)大于其運行力矩，這樣不僅不利于小車起步，同時也難以保證其運行過程中平穩(wěn)性；其次，“8”字小車的轉(zhuǎn)向機構(gòu)大多都是采用曲柄搖桿、凸輪或者槽輪。其中曲柄搖桿機構(gòu)和槽輪都存在急回特性的缺點，對小車運行過程中的平穩(wěn)性有較大影響；凸輪可以實現(xiàn)精確控制，但加工成本和難度較大，不便于小車調(diào)試與改進(jìn)。最后，小車各零部件的加工成本較高，且整車質(zhì)量偏大，不符合大賽無碳、低成本的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計一種可將該重力勢能轉(zhuǎn)換為機械能并可用來驅(qū)動小車行走、轉(zhuǎn)向的機械裝置。該自行小車在前行時能夠自行繞開賽道上設(shè)置的障礙物并按一定周期實現(xiàn)“8”字軌跡運行。

實現(xiàn)上述實用新型的技術(shù)方案是：在車架的中、后方位置安裝軸承支座，主動軸位于車架后部位置，從動軸位于車架中部位置。同時在主動軸上安裝動力調(diào)節(jié)器。利用單邊軸承差速實現(xiàn)小車轉(zhuǎn)向。在整車重心點的位置安裝重物支撐桿，在支撐桿頂端安裝定滑輪，細(xì)繩的一端繞過滑輪通過動力調(diào)節(jié)器與主動軸固連，另一端與重物相連，將重物的重力勢能轉(zhuǎn)換為小車前進(jìn)的回轉(zhuǎn)力矩。通過主、從動軸上的齒輪和雙聯(lián)齒輪的嚙合實現(xiàn)小車的動力傳遞與自動轉(zhuǎn)向，使小車能自行繞開障礙物并按照一定的周期實現(xiàn)“8”字軌跡前行。

具體內(nèi)容是：

所述的傳動機構(gòu)由一對圓柱直齒齒輪組成，通過齒輪的嚙合將重物的重力勢能轉(zhuǎn)換為小車前進(jìn)的動能。并在主動軸上安裝動力調(diào)節(jié)器，不同繞線位置對應(yīng)不同大小的驅(qū)動力矩。同時雙聯(lián)齒輪中的不完全齒輪與轉(zhuǎn)向機構(gòu)中的齒輪嚙合，使連續(xù)變化的重力勢能間歇性的轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)向動能。

所述的轉(zhuǎn)向機構(gòu)由雙聯(lián)齒輪上的不完全齒輪帶動，使與轉(zhuǎn)向機構(gòu)上齒輪固連的曲柄連桿做間歇擺動，驅(qū)動連桿帶動前輪交叉做間歇性的周期擺動，從而使小車按照一定的周期實現(xiàn)“8”字軌跡運行。

本實用新型提出的小車有以下優(yōu)點：

（1）可以將連續(xù)不斷的重力勢能轉(zhuǎn)換為間歇式的轉(zhuǎn)向動能；

（2）雙聯(lián)齒輪大大簡化了小車傳動和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的機械結(jié)構(gòu)；

（3）才用曲柄連桿實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，不用繞線，方便調(diào)試；

（4）主動軸上有動力調(diào)節(jié)器，保證小車順利起步，平穩(wěn)運行；

（5）結(jié)構(gòu)簡單，體積小。

附圖說明

圖1是傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2是轉(zhuǎn)向機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖

圖3是無碳小車裝配示意圖

圖中1.主動輪2.主動軸深溝球軸承3.動力調(diào)節(jié)器4.小齒輪5.主動軸6.主動軸深溝球軸承7.從動輪8.從動軸深溝球軸承9.從動軸10.雙聯(lián)齒輪11.齒輪12.底板13.轉(zhuǎn)向輪前叉14.轉(zhuǎn)向輪15.搖桿16.連桿17.曲柄18.從動軸深溝球軸承。

具體實施方式

如圖3所示，本發(fā)明公開的無碳小車將傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)通過一個雙聯(lián)齒輪（10）巧妙的聯(lián)合在了一起。將雙聯(lián)齒輪上的完全齒輪（10-2）與從動軸上齒輪（4）相連，提供連續(xù)動力。而將不完全齒輪（10-1）與轉(zhuǎn)向機構(gòu)上齒輪（11）連接，以提供間歇性的轉(zhuǎn)向動力。車體由一個主動后輪（7）驅(qū)動前行，一個從動后輪（1）輔助轉(zhuǎn)彎，一個前輪（14）轉(zhuǎn)向。首先，在方型的車體支架（12）上裝上兩個后輪。其次，在兩端連接車輪的主動軸（5）上安裝動力調(diào)節(jié)器（3）和軸承，然后將主動軸（5）上的齒輪（4）與傳動機構(gòu)上的完全齒輪（10-2）相連，具體方式如圖1所示。而將不完全齒輪（10-2）與轉(zhuǎn)向機構(gòu)中的齒輪（11）嚙合傳動，具體如圖2所示。最后，在車身合適的位置安裝支撐桿，懸掛重物，以保持平衡。

其中連接主動軸和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的雙聯(lián)齒輪（10），是將一個完全齒輪（10-2）和一個不完全齒輪（10-1）固定在一起，使之同步旋轉(zhuǎn)的組合齒輪。實現(xiàn)了由同一個連續(xù)動力而分別驅(qū)動后輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)和前輪周期性、間歇性轉(zhuǎn)向，實現(xiàn)“8”字軌跡前行。

其中的轉(zhuǎn)向機構(gòu)中，由齒輪傳遞過來動力帶動曲柄連桿中曲柄（17）做圓周運動，利用連桿（16）和搖桿（15）的連接轉(zhuǎn)換，帶動前輪（14）左右交叉轉(zhuǎn)向，具體如圖2所示。