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

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710097671.8
• 申請(qǐng)日: 2017-02-22
• 公開（公告）號(hào): CN106861201B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙捷鑫;季國順;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級(jí)調(diào)整的無碳小車，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；通過左后及右后立式支撐座狹長槽兩側(cè)面的光孔、螺紋孔及螺栓，將左后及右后立式支撐座狹長槽兩邊連接在一起，并通過立式支撐座狹長槽兩側(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；在臥式軸承座長對(duì)角線中點(diǎn)設(shè)置讓前叉頂端通過的通孔，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)長圓弧形槽，以便在小車運(yùn)行開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渡配合聯(lián)結(jié)；使單向軸承的內(nèi)圈和輪軸過盈配合聯(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)，傳感器支架長邊與超聲波測(cè)距傳感器及紅外避障傳感器通過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傳感器固定螺栓螺母可調(diào)連接；單片機(jī)工控板通過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兩邊的通道擋板；轉(zhuǎn)向舵機(jī)通過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)通過螺釘固定連接，長連桿一端設(shè)置較大通孔，與滾動(dòng)軸承外圈過盈配合聯(lián)結(jié)，該滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)孔通過螺栓與舵機(jī)擺臂連接，長連桿另一端設(shè)置較小螺紋孔；短連桿一端設(shè)置較大通孔與滾動(dòng)軸承外圈過盈配合聯(lián)結(jié)，該滾動(dòng)軸承內(nèi)圈內(nèi)孔通過螺栓與長連桿螺紋孔連接，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)，剎車片通過螺釘與剎車舵機(jī)固定連接，剎車輪與輪軸通過緊定螺栓連接，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。