[發明專利]一種S路徑無碳小車

有效

• 申請號: 201810266643.9
• 申請日: 2018-03-28
• 公開（公告）號: CN108404426B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發明（設計）人: 孫揚帆;趙春鋒
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: A63H17/00
• 分類號: A63H17/00;A63H17/26
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

本發明涉及一種S路徑無碳小車，包括U形板架、轉換機構、行走機構和轉向機構，U形板架包括第一直線型側板和第二直線型側板，轉換機構設于二者之間，包括砝碼、導線輪和柔性繩，柔性繩的一端連接砝碼；行走機構包括主動輪、從動輪及與主動輪軸連接的齒輪組；轉向機構包括前輪、前輪組件、凸輪軸、與第一接觸件、第二接觸件相對設置的第一凸輪和第二凸輪，前輪組件設于前輪頂部，凸輪軸的一端穿過第一凸輪后與齒輪組連接，凸輪軸的另一端依次穿過第二凸輪、第二直線型側板后與從動輪連接，柔性繩的另一端在導線輪纏繞后與凸輪軸連接，第一凸輪與第二凸輪依次推動對應的接觸件。與現有技術相比，本發明具有運行精度高、制作簡單快捷等優點。

技術領域

本發明涉及機械技術領域，尤其是涉及一種S路徑無碳小車。

背景技術

S路徑無碳小車是一輛由1kg砝碼驅動并能夠繞標志桿沿S型路線行走的純機械小車，無碳小車主要包括轉向機構和行走機構，通過重物重力勢能轉化成動能的原理，實現真正意義上的無碳行走及自動轉向。

傳統的S路徑無碳小車大多依靠單根連桿控制轉向或凸輪轉向，其中，采用凸輪轉向結構的無碳小車大多采用單個大型凸輪帶動前輪連桿往復運動來控制方向，這種方式容易出現行走路線不對稱的問題；而采用連桿轉向機構的無碳小車具有一定的能量損失。此外，傳統的S路徑無碳小車往往采用鋁合金、鋼鐵等加工件來制作零件，其制作成本高，且制作周期長，長期以來給廣大師生造成了極大的不便和很多不必要的財政壓力。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種S路徑無碳小車。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種S路徑無碳小車，包括車架及與車架連接的轉換機構、行走機構和轉向機構，所述的轉換機構包括砝碼、導線輪和柔性繩，柔性繩的一端連接砝碼，另一端纏繞在導線輪上，所述的車架為U形板架，該U形板架包括第一直線型側板、第二直線型側板以及固定在兩條直線型側板間的后板，所述的轉換機構設于第一直線型側板和第二直線型側板之間；所述的行走機構包括主動輪、主動輪軸、從動輪以及與主動輪軸連接的齒輪組，所述的凸輪軸穿過第一直線型側板后與主動輪連接；所述的轉向機構包括前輪、前輪組件、第一接觸件、第二接觸件、凸輪軸、第一凸輪和第二凸輪，所述的凸輪軸的一端穿過第一凸輪后與齒輪組連接，凸輪軸的另一端依次穿過第二凸輪、第二直線型側板后與從動輪連接，所述的柔性繩的另一端在導線輪纏繞后與靠近第一凸輪的凸輪軸的端部連接，所述的第一接觸件的一端與第一凸輪相對設置，另一端與前輪組件相對設置，所述的第二接觸件的一端與第二凸輪相對設置，另一端與前輪組件相對設置，所述的前輪組件設于前輪頂部，第一凸輪和第二凸輪呈反向180度安裝于凸輪軸兩端，兩個凸輪依次推動對應的接觸件；

砝碼落下時牽動柔性繩，柔性繩繞過導線輪，通過解開纏繞的方式將重力勢能轉換成動能傳遞給凸輪軸，凸輪軸通過齒輪組將動能傳遞給行走機構，使主動輪繞主動輪軸持續做圓周轉動，整車持續行進，同時，凸輪軸帶動第一凸輪和第二凸輪繞凸輪軸轉動，通過第一凸輪和第二凸輪輪流推動接觸件，使前輪組件做周期性的往復轉動，從而帶動前輪使整車以S型路線行進。

優選地，所述的轉換機構還包括塔頂、兩根口字型支架和四根砝碼支架，所述的導線輪設于塔頂上，所述的口字型支架的兩個側板固定在第一直線型側板和第二直線型側板內壁上，四根砝碼支架穿過塔頂后對稱固定在兩根口字型支架的底板上。

優選地，所述的口字型支架的側板通過約束螺母固定在第一直線型側板和第二直線型側板內壁上，約束螺母穿過口字型支架的側板后與砝碼支架連接，砝碼支架與口字型支架的側板間形成用于第一接觸件及第二接觸件往復運動的移動空隙。

優選地，所述的齒輪組包括相互嚙合的第一齒輪和第二齒輪，所述的第一齒輪套設在主動輪軸上，所述的第二齒輪設于第一齒輪底部，所述的第二齒輪通過螺釘固定在凸輪軸上，第一齒輪與第二齒輪的傳動比為6:1。