一种精确调节重力势能驱动行走小车行驶起动方向的装置的制作方法

本发明涉及一种调节装置，尤其涉及一种精确调节重力势能驱动行走小车行驶起动方向的装置。

背景技术：

重力势能驱动行走小车是一种将重力势能转换为机械能，用来驱动小车行走的装置。小车为三轮结构，其中一轮为转向轮，另外二轮为行进轮，小车行进的所需能量来自给定的重力势能。根据规则以小车行进的距离和绕过障碍物的数量来评定成绩。

由于受赛道设置的限制，小车转向轮在起动时的实际朝向与理想的朝向越接近越好；否则小车会很快的出界或撞倒障碍物。但由于小车在比赛中需要在规定的时间内拆装一次，在赛前已校正的转向轮会因为多种原因，又与小车自身轴线发生偏差，并且比赛的赛道不能保证水平的原因，为保证小车的起动方向，目前在各级比赛时除有采用各种起跑器初步确定小车的起跑方向外，大都采用人工目测的方法来预测小车的起动朝向，这就带来了许多偶然和不确定因素，即便一辆各零件设计和制造精度都很高的小车，由于受二次拆装及赛道不水平等原因影响，它的行走成绩往往非常不稳定。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种精确调节重力势能驱动行走小车行驶起动方向的装置，当小车按要求置于起跑线上时，先初步校正小车的朝向并定位，再根据试跑时小车的朝向偏离角度，精确调节小车行驶起动方向，通过改变转向轮的朝向，以保证小车按设定的行驶方向行驶。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种精确调节重力势能驱动行走小车行驶起动方向的装置，安装于小车的底板的前端，包括转向轮、转向轮轴、转向齿轮、中间双联齿轮、中间轮轴和调节齿轮；

所述转向轮轴垂直穿过底板并与底板通过轴承连接，所述中间轮轴和调节齿轮轴均垂直固定在底板上；

所述转向齿轮固定套在转向轮轴上，所述中间双联齿轮可转动地与中间轮轴连接，中间双联齿轮包括相连的大齿轮和小齿轮，所述调节齿轮可转动地与调节齿轮轴连接；

所述转向齿轮与中间双联齿轮的小齿轮啮合，传动比m大于1，中间双联齿轮的大齿轮与调节齿轮啮合，传动比n大于1；

转向轮位于底板的底部，转向轮与转向轮轴固定连接并且转向轮的轴线与转向轮轴的轴线垂直。

优选地，还包括角度调节装置，所述角度调节装置包括指针和角度盘，所述指针沿调节齿轮的径向方向设置，所述角度盘与调节齿轮同轴心，并位于指针的下方，指针和调节齿轮中的其中一个固定不动，另一个调节齿轮转动。

优选地，所述角度盘固定于调节齿轮轴上并与调节齿轮轴同轴心，所述指针沿调节齿轮的径向方向固定于调节齿轮上。

优选地，所述转向齿轮通过螺钉固定在转向轮轴上。

本发明的有益效果：

1本发明调节精度仅与齿轮组的传动比有关，调节精度高。

2本发明对设计和制造精度的要求都不高，结构简单，制造成本比较低，材质可采用有机玻璃制成，重量轻。

3本发明调节小车行驶方向时只需拨动调节齿轮即可，调节角度直接从角度盘上读出，操作简便、快捷。

附图说明

图1为本发明所述一种精确调节重力势能驱动行走小车行驶起动方向的装置的结构示意图。

图2为调节小车行驶起动方向传动及指示角度示意图。

其中：

1.转向轮；2.转向轮轴；3.转向齿轮；4.中间双联齿轮；5.中间齿轮轴；6.调节齿轮；7.调节齿轮轴；8.指针；9.角度盘；10.底板；11.行驶轮。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1和图2所示，本发明所述的一种精确调节重力势能驱动行走小车行驶起动方向的装置，该装置安装于小车的底板10的前端，包括转向齿轮3、中间双联齿轮4、中间双联齿轮轴5、调节齿轮6、调节齿轮轴7、指针8和角度盘9。

转向轮轴2垂直穿过底板18并与底板18通过轴承连接，中间轮轴5和调节齿轮轴7均垂直固定在底板10上。

所述转向齿轮3固定套在转向轮轴2上，所述中间双联齿轮4可转动地与中间轮轴5连接，中间双联齿轮4包括相连的大齿轮和小齿轮，调节齿轮6可转动地与调节齿轮轴7连接。转向齿轮3与中间双联齿轮4的小齿轮啮合，传动比m大于1，中间双联齿轮的大齿轮与调节齿轮6啮合，传动比n大于1。

角度盘9固定于调节齿轮轴7上并与调节齿轮轴7同轴心，角度盘9一圈设有360大格，每一大格中设有9个小格，所述指针8沿调节齿轮6的径向方向固定于调节齿轮6上。底板10的后端两侧各设有一个行驶轮11，两个行驶轮11通过轴与动力装置连接。当向左或向右转动调节齿轮6时，通过中间双联齿轮4驱动转向齿轮3，带动转向轮轴3同向转过一定角度，指针8随调节齿轮6一起转动，将转向轮轴3转过的角度由角度盘9示出。

本发明的工作原理：

当调节齿轮6转过δ度时，转向齿轮3转过δ/m*n度，带动转向轮1同向转过δ/m*n度，极大的提高了转向轮朝向的调节精度。

本实施例中转向齿轮3的齿数为60，中间双联齿轮4的大齿轮的齿数为60，小齿轮的齿数为20，调节齿轮6的齿数为20。

整个调节装置的齿轮传动速比为9∶1，即：当调节齿轮6转圏一圈时，中间双联齿轮4转1/3圈，转向齿轮3转1/9圈，也就是当调节齿轮6转过360度时，转向齿轮3转过40度。

按此计算制造的角度盘5如图2所示，当需要调节转向轮轴2的角度向左或向右1°时，只需用手向左或向同方向拨动调节齿轮4，转动格数为1大格，度数由角度盘示出1°。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种精确调节重力势能驱动行走小车行驶起动方向的装置，安装于小车的底板的前端，包括转向轮、转向轮轴、转向齿轮、中间双联齿轮、中间轮轴、调节齿轮、指针和角度盘，所述转向齿轮固定于转向轮轴上，调节齿轮可转动地与调节齿轮轴连接；转向齿轮与中间双联齿轮的小齿轮啮合，中间双联齿轮的大齿轮与调节齿轮啮合，转向轮固定于转向轮轴上，并且转向轮的轴线与转向轮轴的轴线垂直，指针沿调节齿轮的径向方向固定于调节齿轮上，角度盘固定于调节齿轮轴上并与调节齿轮轴同轴心。本发明调节精度仅与齿轮组的传动比有关，调节小车行驶方向时只需拨动调节齿轮即可，调节角度直接从角度盘上读出，操作简便、快捷。

技术研发人员：张应龙;马伟民;王维新;张松生;顾佩兰;朱道明
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2017.05.11
技术公布日：2017.08.18