[發明專利]具有空擋滑行機構并可智能避障的無碳小車

有效

• 申請號: 201711060149.9
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107890679B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 羅浩;陳曉航;吳先煥;張順;耿屹;盧曉東
• 申請（專利權）人: 武漢商學院
• 主分類號: A63H17/36
• 分類號: A63H17/36;A63H29/08;A63H31/02
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 胡茵夢

本發明公開了一種具有空擋滑行機構并可智能避障的無碳小車，包括：底板；動力機構，其包括支撐架、砝碼、牽引線、繞線座；傳動機構，其包括第一傳動軸、第二傳動軸、行走軸、繞線軸、一級傳動大齒輪、一級傳動小齒輪、二級傳動大齒輪、一對行走后輪、二級傳動小齒輪，所述一級傳動大齒輪與一級傳動小齒輪相互嚙合，所述二級傳動大齒輪與二級傳動小齒輪相互嚙合；空擋滑行機構，其包括編碼器、換擋舵機、單片機、空擋盤；避障機構，其包括多個紅外測距傳感器、轉向舵機。本發明的無碳小車具有在下坡時能夠節省重力勢能并在運行時能智能避障，保證小車勻速行進，運行平穩的優點。

技術領域

本發明涉及智能車輛技術領域。更具體地說，本發明涉及一種具有空擋滑行機構并可智能避障的無碳小車。

背景技術

隨著科技發展，人們對無碳理念的提倡，無碳小車的設計越來越巧妙，制作也越來越精良。根據第五屆全國工程訓練綜合能力競賽要求,無碳小車是以重力勢能驅動的具有方向控制功能的自行小車；小車為三輪結構，具有轉向控制機構，驅動小車行走的能量只能由給定的重力勢能轉換而來，不可使用其他的能量來源。給定重力勢能為4焦耳(取g＝10m/s²)，競賽時統一用質量為1kg鉛垂下降來獲得，落差400mm，重塊落下后須被小車承載的砝碼($50*65mm，普通碳鋼)同小車一起運動，不允許從小車上掉落。但是現有技術的無碳小車在智能避障、變速、充分利用能量功能技術應用上不夠完善，需要進一步研發和提升。

現有的無碳小車大多把線繞在錐形繞線器比以達到小范圍內變矩的目的，從而實現上下坡功能，這種方式相對較機械，人為誤差較大，而且繞線位置的誤差太大，容易出現小車抵達坡道后，繞線位置尚未改變，小車停在坡道處的現象，現有的小車在整個下坡過程中，重物都在下降，增加了能量的損耗。本發明通過四個紅外測距傳感器，結合單片機的算法，及轉向舵機可實現智能躲避障礙物；通過變矩繞線軸可實現上坡時力矩增大平穩上坡；通過編碼器、單片機、換擋舵機、空檔盤、單向軸承組成了一套空檔機構可實現下坡時，砝碼不掉落，保存能量的功能。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種具有空擋滑行機構并可智能避障的無碳小車，具有能夠智能躲避障礙、節省重力勢能、使小車勻速行進等優點。

為了實現根據本發明的這些目的和其它優點，提供了一種具有空擋滑行機構并可智能避障的無碳小車，無碳小車為三輪小車，包括：底板；動力機構，其包括支撐架、砝碼、牽引線、繞線座，所述支撐架固定于所述底板的中部，所述砝碼通過牽引線連接并自由豎直位于支撐架內部，所述繞線座固定于所述支撐架的頂端；傳動機構，其包括通過軸承座固定于所述底板后部的第一傳動軸、第二傳動軸、行走軸，所述第一傳動軸上固定套設有繞線軸和一級傳動大齒輪且繞線軸位于第一傳動軸的中部，所述第二傳動軸上分別固定套設有一級傳動小齒輪和二級傳動大齒輪，所述行走軸兩端通過單向軸承連接有一對行走后輪且行走軸上還固定套設有二級傳動小齒輪，所述一級傳動大齒輪與一級傳動小齒輪相互嚙合，所述二級傳動大齒輪與二級傳動小齒輪相互嚙合，所述牽引線一端固定在砝碼上、另一端經過繞線座繞在繞線軸上；空擋滑行機構，其包括編碼器、換擋舵機、單片機、空擋盤，所述編碼器的軸上固定套設有編碼器齒輪，其與所述二級傳動小齒輪嚙合，所述單片機與編碼器和換擋舵機分別電連接，所述空擋盤固定套設在行走軸上，且所述空擋盤沿其周向均勻間隔固定有多個圓柱凸起，所述換擋舵機通過支架固定于底板上且設置為靠近所述空擋盤的凸起。

優選的是，所述支撐架包括多根支撐桿，其呈圓周狀均勻分布在底板中部且構成的圓周直徑略大于砝碼直徑。

優選的是，所述支撐架頂端固定有環形上環，所述繞線座包括一對滑輪和繞線桿，所述繞線桿水平固定在環形上環上，其一端朝向支撐架的中心、另一端位于繞線軸的正上方，一對滑輪分別固定于繞線桿的兩端。

優選的是，所述繞線軸的中部為細軸，兩端為粗軸，粗軸的直徑大于細軸的直徑，且粗軸緊挨細軸的環形面具有缺口。