[發(fā)明專利]適應(yīng)有坡道且障礙物間距無(wú)級(jí)調(diào)整的無(wú)碳小車

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710097671.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106861201B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙捷鑫;季國(guó)順;楊義剛;張松雯;周振華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A63H17/00
• 分類號(hào): A63H17/00;A63H17/26;A63H29/08;A63H31/08
• 代理公司: 杭州奧創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

1.適應(yīng)有坡道且障礙物間距無(wú)級(jí)調(diào)整的無(wú)碳小車，其特征在于：包括小車機(jī)架、小車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、小車直行機(jī)構(gòu)、小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和小車剎車系統(tǒng)；小車機(jī)架支承小車的各組成機(jī)構(gòu)；小車驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)利用重物的重力勢(shì)能，通過(guò)小車直行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)小車前行，并且利用小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)改變小車前行的方向，在小車轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)上設(shè)置有傳感器模塊和控制模塊，用于識(shí)別通道上的障礙物，利用小車剎車系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)小車減速制動(dòng)；

所述的小車機(jī)架包括底板、支承桿、固定板、加固板、止推軸承、立式支撐座、臥式支撐座、底板固定螺栓和舵機(jī)固定支架；

底板后端對(duì)稱設(shè)置四個(gè)連接通孔，用底板固定螺栓及螺母通過(guò)左后兩連接通孔將左后立式支撐座固定連接到底板左后端，用底板固定螺栓及螺母通過(guò)右后兩連接通孔將右后立式支撐座固定連接到底板右后端；在左后立式支撐座及立式支撐座中分別設(shè)置滾動(dòng)軸承；通過(guò)左后及右后立式支撐座狹長(zhǎng)槽兩側(cè)面的光孔、螺紋孔及螺栓，將左后及右后立式支撐座狹長(zhǎng)槽兩邊連接在一起，并通過(guò)立式支撐座狹長(zhǎng)槽兩側(cè)的彈性變形分別將左后滾動(dòng)軸承及右后滾動(dòng)軸承固定在左后及右后立式支撐座中；在底板后端靠前的位置，以底板縱向中心軸線對(duì)稱設(shè)置四個(gè)連接通孔，用底板固定螺栓將兩個(gè)立式支撐座分別固定在底板后端適當(dāng)靠前的位置；三根相同長(zhǎng)度的支承桿，上下兩頭均設(shè)置有內(nèi)螺紋；固定板為圓三角形，其中心位置設(shè)置有長(zhǎng)方形槽，在固定板的三個(gè)角適當(dāng)位置設(shè)置有三個(gè)通孔，在小車底板中心位置設(shè)置三個(gè)和固定板的通孔位置相對(duì)應(yīng)的三個(gè)通孔，三根支承桿的兩端分別可以貼合到底板和固定板上的通孔，分別采用底板固定螺栓將固定板、底板與三根支承桿剛性聯(lián)結(jié)；設(shè)置一個(gè)三角形的加固板，在加固板上設(shè)置和固定板的通孔位置相對(duì)應(yīng)的三個(gè)通孔，利用該三個(gè)通孔，將加固板以過(guò)盈配合的方式安裝于三根支承桿的下部；在底板的正前方位置以底板縱向中心軸線左右對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)通孔，與臥式支撐座左右兩邊的通孔相對(duì)應(yīng)，在該兩個(gè)通孔中間位置設(shè)置一個(gè)與臥式支撐座中間孔相對(duì)應(yīng)的通孔，用底板固定螺栓將臥式支撐座固定在底板上；在臥式軸承座長(zhǎng)對(duì)角線中點(diǎn)設(shè)置讓前叉頂端通過(guò)的通孔，在底板上與該通孔位置相對(duì)應(yīng)的下表面及臥式支撐座上表面分別設(shè)置止推軸承，以此限制前叉的上下運(yùn)動(dòng)；在底板的左后端沿其邊線設(shè)置兩個(gè)通孔，用底板固定螺栓和螺母通過(guò)兩通孔將舵機(jī)固定支架固定連接到底板左后端；

所述的小車的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括重物、重物螺釘、牽引線、繞線輪、繞線輪軸承、繞線輪支架和啟動(dòng)器；

重物呈圓柱形，其一端設(shè)有一個(gè)螺紋孔，以該螺紋孔與重物螺釘相聯(lián)結(jié)；采用強(qiáng)力膠水將兩個(gè)間隔的繞線輪支架粘接到固定板上表面，在兩個(gè)繞線輪支架大的側(cè)面均設(shè)置一個(gè)通孔，采用過(guò)盈配合方式，將繞線輪軸承聯(lián)結(jié)到繞線輪支架中的通孔；繞線輪呈帶軸的一大一小雙滑輪結(jié)構(gòu)，在雙滑輪中間設(shè)置一個(gè)細(xì)長(zhǎng)圓弧形槽，以便在小車運(yùn)行開(kāi)始前容納卷繞的牽引線，繞線輪的軸部結(jié)構(gòu)分別與繞線輪軸承配合支承繞線輪；啟動(dòng)器整體呈圓臺(tái)型，其上設(shè)置有滿足小車運(yùn)行速度需要的若干階梯槽，以調(diào)節(jié)繞線輪和啟動(dòng)器之間的傳動(dòng)比及驅(qū)動(dòng)小車行走的力矩；牽引線的一端與重物螺釘相連，經(jīng)過(guò)繞線輪，其另一端連接到啟動(dòng)器上設(shè)置的緊定螺釘；小車運(yùn)行前，牽引線卷繞在繞線輪雙滑輪結(jié)構(gòu)的細(xì)長(zhǎng)圓弧形槽中，小車運(yùn)行時(shí)，隨著重物下落，其重力勢(shì)能經(jīng)過(guò)牽引線、繞線輪及啟動(dòng)器轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)小車行走的機(jī)械能；

所述的小車直行機(jī)構(gòu)包括啟動(dòng)器軸、大齒輪、小齒輪、輪軸和法蘭盤；

啟動(dòng)器和啟動(dòng)器軸聯(lián)結(jié)，在啟動(dòng)器靠右的位置設(shè)置大齒輪，采用緊定螺釘聯(lián)結(jié)啟動(dòng)器軸和大齒輪，在輪軸的偏右位置采用緊定螺釘聯(lián)結(jié)方式設(shè)置小齒輪，并使其與大齒輪相互嚙合；法蘭盤結(jié)構(gòu)包括一大一小兩個(gè)同心圓柱凸臺(tái)，在法蘭盤中心軸線位置設(shè)置通孔，在該通孔中設(shè)置單向軸承，并使單向軸承的外圈與該通孔過(guò)渡配合聯(lián)結(jié)；使單向軸承的內(nèi)圈和輪軸過(guò)盈配合聯(lián)結(jié)，在輪軸兩端均設(shè)置單向軸承與法蘭盤，使得小車兩側(cè)的車輪可以差動(dòng)方式繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)；兩側(cè)車輪中心軸線位置均設(shè)置一個(gè)較大通孔，其與法蘭盤小圓柱凸臺(tái)間隙配合聯(lián)結(jié)，在法蘭盤小圓柱凸臺(tái)外周，在其大圓柱凸臺(tái)外側(cè)面均勻設(shè)置三個(gè)螺紋孔，該三個(gè)螺紋孔與車輪上沿著其中心通孔外周均勻設(shè)置的三個(gè)通孔相對(duì)應(yīng)，車輪和法蘭盤聯(lián)結(jié)；輪軸的兩端均設(shè)置有內(nèi)螺紋孔，在輪軸兩端的內(nèi)螺紋孔中設(shè)置螺釘，以限制車輪沿著輪軸的軸線移動(dòng)；

小車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由傳感器模塊、控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊組成；傳感器模塊由超聲波測(cè)距傳感器、紅外避障傳感器、傳感器固定支架、傳感器固定螺栓組成；控制模塊由單片機(jī)工控板組成；驅(qū)動(dòng)模塊由電池盒、轉(zhuǎn)向舵機(jī)、轉(zhuǎn)向舵機(jī)擺臂、長(zhǎng)連桿、短連桿、前叉、轉(zhuǎn)向輪、塞打螺栓、止推軸承組成；

在小車兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)傳感器固定支架，其為一個(gè)L型的支架，其長(zhǎng)邊和短邊側(cè)面上分別設(shè)置兩個(gè)通孔，分別與超聲波測(cè)距傳感器及紅外避障傳感器和底板孔大小、位置相對(duì)應(yīng)，傳感器支架長(zhǎng)邊與超聲波測(cè)距傳感器及紅外避障傳感器通過(guò)傳感器固定螺栓和螺母固定連接，傳感器支架短邊與底板通過(guò)傳感器固定螺栓螺母可調(diào)連接；單片機(jī)工控板通過(guò)銅柱與底板固定連接；用強(qiáng)力膠水將電池盒粘接到底板上；在小車兩側(cè)傳感器固定支架上分別設(shè)置一個(gè)超聲波測(cè)距傳感器及一個(gè)紅外避障傳感器，超聲波傳感器設(shè)置在與小車前進(jìn)方向偏角較小的方向以檢測(cè)障礙物與小車之間的距離，紅外避障傳感器設(shè)置于和小車前進(jìn)方向垂直的位置以避開(kāi)兩邊的通道擋板；轉(zhuǎn)向舵機(jī)通過(guò)螺栓螺母固定連接在底板上，轉(zhuǎn)向舵機(jī)擺臂與轉(zhuǎn)向舵機(jī)通過(guò)螺釘固定連接，長(zhǎng)連桿一端設(shè)置較大通孔，與滾動(dòng)軸承外圈過(guò)盈配合聯(lián)結(jié)，該滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)孔通過(guò)螺栓與舵機(jī)擺臂連接，長(zhǎng)連桿另一端設(shè)置較小螺紋孔；短連桿一端設(shè)置較大通孔與滾動(dòng)軸承外圈過(guò)盈配合聯(lián)結(jié)，該滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)孔通過(guò)螺栓與長(zhǎng)連桿螺紋孔連接，短連桿另一端設(shè)置D形通孔；在前叉的大徑段設(shè)置一個(gè)平面，并在該平面上設(shè)置螺紋孔，使該螺紋孔與塞打螺栓聯(lián)結(jié)，在前叉的階梯段設(shè)置一個(gè)平面，成為D形軸，與短連桿的D形孔過(guò)盈配合聯(lián)結(jié)；

小車的剎車系統(tǒng)由剎車舵機(jī)支架、剎車舵機(jī)、剎車片、剎車輪組成；剎車舵機(jī)支架與底板采用螺紋剛性聯(lián)結(jié)，剎車片通過(guò)螺釘與剎車舵機(jī)固定連接，剎車輪與輪軸通過(guò)緊定螺栓連接，剎車片上設(shè)置有一圓弧凹槽，其直徑與剎車輪直徑相同，以保證剎車時(shí)剎車片與剎車輪有足夠大的接觸面積。