[發(fā)明專利]一種利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車

有效

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• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN111084994B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顏東朋;彭義兵;杜瑩瑩;吳竟寧;朱詩勰;吳琪
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: A63H17/00
• 分類號: A63H17/00;A63H17/26;A63H29/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

1.一種利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，該無碳小車包括車架以及安裝在所述車架上的行走機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其中：

所述行走機(jī)構(gòu)包括主動輪(6)、從動輪(36)和前輪(32)，所述主動輪(6)用于帶動所述無碳小車前進(jìn)，所述從動輪(36)用于維持所述無碳小車的平衡，所述前輪(32)用于帶動所述無碳小車轉(zhuǎn)向；

所述傳動機(jī)構(gòu)包括第一齒輪(4)、第二齒輪(44)和主動軸(7)，所述第一齒輪(4)與所述主動軸(7)連接，所述第二齒輪(44)與所述主動輪(6)連接，工作時所述主動軸(7)帶動所述第一齒輪(4)旋轉(zhuǎn)，并通過與其嚙合的第二齒輪(44)傳遞到所述主動輪(6)，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的傳遞；

所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動塊，工作時將所述驅(qū)動塊的重力勢能轉(zhuǎn)換為所述無碳小車的機(jī)械能，帶動所述主動軸(7)旋轉(zhuǎn)；

所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括曲柄連桿、不完全齒輪組、轉(zhuǎn)向軸(46)和磁鐵組(9)，所述曲柄連桿包括依次連接的曲柄(8)、連桿(24)和搖桿(21)，利用所述搖桿(21)帶動所述前輪(32)擺動，所述不完全齒輪組由不完全齒輪(5)和第三齒輪(10)組成，所述不完全齒輪(5)與所述主動軸(7)連接，從而在所述主動軸(7)的帶動下轉(zhuǎn)動，所述第三齒輪(10)通過轉(zhuǎn)向軸(46)與所述曲柄(8)連接，所述磁鐵組(9)設(shè)置在所述車架和曲柄(8)上，當(dāng)所述不完全齒輪(5)與第三齒輪(10)處于非嚙合狀態(tài)時，所述磁鐵組(9)通過吸附作用將所述曲柄(8)固定，所述前輪(32)處于固定角度，此狀態(tài)下所述無碳小車的行走軌跡為圓弧，當(dāng)所述不完全齒輪(5)與第三齒輪(10)處于嚙合狀態(tài)時，所述磁鐵組(9)不吸附，所述搖桿(21)帶動所述前輪(32)擺動，此狀態(tài)下所述無碳小車的行走軌跡為正弦曲線，以此交替往復(fù)完成所述無碳小車的運(yùn)動過程。

2.如權(quán)利要求1所述的利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，所述從動輪(36)的直徑小于所述主動輪(6)的直徑。

3.如權(quán)利要求1所述的利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，所述曲柄(8)的形狀為傘形。

4.如權(quán)利要求1所述的利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，所述車架包括底板(2)以及固定在所述底板(2)上的兩翼側(cè)板(3)、小輪前插和驅(qū)動塊支撐架，其中，所述兩翼側(cè)板(3)中靠近所述曲柄(8)的一側(cè)對稱設(shè)置有第一磁鐵(9.1)和第二磁鐵(9.2)，用于與所述曲柄(8)上的第三磁鐵(9.3)配合進(jìn)行吸附，所述小輪前插包括軸承座(27)、前輪支架(29)和止推軸承(28)，所述軸承座(27)固定在所述底板(2)上，所述前輪支架(29)穿過所述止推軸承(28)固定在所述軸承座(27)上，用于安裝所述前輪(32)，所述驅(qū)動塊支撐架包括螺桿(34)和砝碼盤(19)，所述螺桿(34)的上端與所述砝碼盤(19)連接，其下端與所述底板(2)連接，用于安裝所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)。

5.如權(quán)利要求4所述的利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)還包括繞線輪(14)、定滑輪(16)、第一柔性線和第二柔性線，所述繞線輪(14)和定滑輪(16)分別安裝在所述砝碼盤(19)上，所述第一柔性線的一端與所述主動軸(7)連接，其另一端纏繞在所述繞線輪(14)上，所述第二柔性線的一端纏繞在所述繞線輪(14)上，其另一端繞過所述定滑輪(16)固定在所述驅(qū)動塊上，當(dāng)所述驅(qū)動塊下落時，所述第二柔性線帶動所述繞線輪(14)旋轉(zhuǎn)，同時所述繞線輪(14)通過所述第一柔性線帶動所述主動軸(7)旋轉(zhuǎn)，從而將所述驅(qū)動塊的重力勢能轉(zhuǎn)換為所述無碳小車的機(jī)械能。

6.如權(quán)利要求5所述的利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，所述繞線輪(14)采用階梯軸，用于調(diào)節(jié)力矩。

7.如權(quán)利要求4所述的利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，所述無碳小車還包括軌跡記錄機(jī)構(gòu)，用于記錄所述無碳小車的運(yùn)行軌跡。

8.如權(quán)利要求7所述的利用磁鐵懸浮吸附法控制轉(zhuǎn)向的無碳小車，其特征在于，所述軌跡記錄機(jī)構(gòu)包括漏斗和毛筆，所述漏斗固定在所述底板(2)上，用于盛放墨液，所述毛筆設(shè)置在所述漏斗的底端，用于繪制所述無碳小車的運(yùn)行軌跡。