一种重力驱动指定轨迹的无碳小车的制作方法

本实用新型涉及一种重力驱动指定轨迹的无碳小车，属于传动机构技术领域。

背景技术：

全国大学生工程训练综合能力竞赛是基于国内各高校综合性工程训练教学平台的一项公益性科技创新实践活动，能够提升大学生工程创新意识、实践能力和团队合作精神，促进创新人才培养，解决目前大学生实践不足的问题。无碳小车是一种不需要消耗燃料和电池存储的能源，仅仅依靠重锤下落过程中生成的机械势能产生动力而驱动行驶的小车，并已作为全国大学生工程训练综合能力竞赛的指定制作题目。目前无碳小车存在的问题主要有：车体的转向不灵活，车体转向时角度不确定，车体转向机构的摩擦较大、车体不易调试等。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：本实用新型提供一种具有新型的传动、转向机构的无碳小车，解决当前小车转向不灵活、不易调试、加工难等问题。

本实用新型采用的技术方案是：一种重力驱动指定轨迹的无碳小车，包括绕线轮支撑架1、绕线轮2、绕线轮轴3、高杆4、主动轮7、轴支架8、底板9、螺杆10、万向节Ⅱ11、前轮支撑架12、前轮叉架13、前轮14、摇杆15、小方锤16、垫圈17、从动轮18、传动齿轮轴19、传动齿轮20、连接轴21、车轮轴22、万向节Ⅰ23、小齿轮24、螺栓25、轴承26、前轮轴27；

所述的绕线轮支撑架1上设有滑轨，滑轨内有绕线轮轴3，绕线轮2通过轴承26与绕线轮轴3配合，绕线轮支撑架1内端与高杆4垂直连接，高杆4底部与底板9固定连接，前轮14通过轴承26与前轮轴27连接，前轮轴27与前轮叉架13连接，前轮叉架13通过轴承26与前轮支撑架12连接，前轮叉架13上端与小方锤16紧固连接，摇杆15末端与小方锤16侧面连接，摇杆15另一端与万向节Ⅱ11连接，万向节Ⅱ11的球头插入螺杆10，螺杆10另一端与万向节Ⅰ23连接，万向节Ⅰ23与传动齿轮20通过连接轴21连接，传动齿轮20与传动齿轮轴19过盈配合，小齿轮24与传动齿轮20啮合，小齿轮24与车轮轴22过盈配合，主动轮7与车轮轴22过盈配合，从动轮18通过轴承26与车轮轴22连接，传动齿轮轴19、车轮轴22通过轴承26与轴支架8固定连接，轴支架8、前轮支撑架12与底板9固定连接。

优选地，所述绕线轮轴3的末端设有与螺母6配合的螺纹。

优选地，所述绕线轮支撑架1内端通过长螺栓5、螺母6与高杆4连接，高杆4底部通过螺栓25、螺母6与底板9连接。

优选地，所述前轮轴27通过末端连接螺母6与前轮叉架13连接，摇杆15末端有螺纹，与小方锤16侧面的螺纹孔螺纹紧固配合，摇杆15另一端与万向节Ⅱ11螺纹紧固配合，螺杆10另一端与万向节Ⅰ23螺纹紧固连接，轴支架8、前轮支撑架12通过螺栓25、螺母6与底板9固定连接。

优选地，所述小方锤16上端通过螺母6紧固，小方锤16上端与螺母6之间安装有垫圈17。

本实用新型的工作过程是：重锤通过线绕于绕线轮2上，并缠绕于传动齿轮轴19上，由高处自由下落；下落时，带动传动齿轮轴19旋转，从而使与其紧固配合的传动齿轮20旋转，由于齿轮啮合作用，小齿轮24反方向旋转，带动车轮轴22旋转，从而主动轮7旋转；通过轴承26与车轮轴22紧固连接的从动轮18随运动轨迹与主动轮7不同速旋转，实现小车的行走。

传动齿轮20旋转时，固定在其内孔的连接轴21跟着其运动，带动万向节Ⅰ 23转动，与它相连的螺杆10因此在竖直平面上摇摆运动，从而带动万向节Ⅱ 11转动，从而带动摇杆15周期性运动，与小方锤16紧固配合的前轮叉架13（前轮叉架13与前轮支撑架12通过轴承紧固配合）周期性转动，从而实现小车的固定向行进。

本实用新型的有益效果是：

1、能耗小:传动机构都采用滚动摩擦，所用零件少，运动副少，故能耗小；

2、传动机构处的万向节通过两个螺母固定在螺杆上，方便调节；

3、结构简单，加工方便，成本低，易操作。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型的绕线轮2处结构示意图；

图3是本实用新型的传动机构结构示意图；

图4是本实用新型的前轮14结构示意图；

图5是本实用新型的长螺栓5与螺母6紧固配合示意图；

图6是本实用新型的轴承26紧固连接示意图。

图中各标号：1-绕线轮支撑架，2-绕线轮，3-绕线轮轴，4-高杆，5-长螺栓，6-螺母，7-主动轮，8-轴支架，9-底板，10-螺杆，11-万向节Ⅱ，12-前轮支撑架，13-前轮叉架，14-前轮，15-摇杆，16-小方锤，17-垫圈，18-从动轮，19-传动齿轮轴，20-传动齿轮，21-连接轴，22-车轮轴，23-万向节Ⅰ，24-小齿轮，25-螺栓，26-轴承，27-前轮轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。

实施例1：如图1-6所示，一种重力驱动指定轨迹的无碳小车，包括绕线轮支撑架1、绕线轮2、绕线轮轴3、高杆4、主动轮7、轴支架8、底板9、螺杆10、万向节Ⅱ11、前轮支撑架12、前轮叉架13、前轮14、摇杆15、小方锤16、垫圈17、从动轮18、传动齿轮轴19、传动齿轮20、连接轴21、车轮轴22、万向节Ⅰ23、小齿轮24、螺栓25、轴承26、前轮轴27；

所述的绕线轮支撑架1上设有滑轨，滑轨内有绕线轮轴3，绕线轮2通过轴承26与绕线轮轴3配合，绕线轮支撑架1内端与高杆4垂直连接，高杆4底部与底板9固定连接，前轮14通过轴承26与前轮轴27连接，前轮轴27与前轮叉架13连接，前轮叉架13通过轴承26与前轮支撑架12连接，前轮叉架13上端与小方锤16紧固连接，摇杆15末端与小方锤16侧面连接，摇杆15另一端与万向节Ⅱ11连接，万向节Ⅱ11的球头插入螺杆10，螺杆10上可用两个螺母夹住万向节Ⅱ11的球头，万向节Ⅱ11两端可通过螺母调节小车转向的角度，螺杆10另一端与万向节Ⅰ23连接，万向节Ⅰ23与传动齿轮20通过连接轴21连接，传动齿轮20与传动齿轮轴19过盈配合，小齿轮24与传动齿轮20啮合，小齿轮24与车轮轴22过盈配合，主动轮7与车轮轴22过盈配合，从动轮18通过轴承26与车轮轴22连接，传动齿轮轴19、车轮轴22通过轴承26与轴支架8固定连接，轴支架8、前轮支撑架12与底板9固定连接。

进一步地，所述绕线轮轴3的末端设有与螺母6配合的螺纹，结构简单。

进一步地，所述绕线轮支撑架1内端通过长螺栓5、螺母6与高杆4连接，高杆4底部通过螺栓25、螺母6与底板9连接，结构简单。

进一步地，所述前轮轴27通过末端连接螺母6与前轮叉架13连接，摇杆15末端有螺纹，与小方锤16侧面的螺纹孔螺纹紧固配合，摇杆15另一端与万向节Ⅱ11螺纹紧固配合，螺杆10另一端与万向节Ⅰ23螺纹紧固连接，轴支架8、前轮支撑架12通过螺栓25、螺母6与底板9固定连接，结构简单。

进一步地，所述小方锤16上端通过螺母6紧固，小方锤16上端与螺母6之间安装有垫圈17，有了垫圈17可以增大摩擦，能让螺母把小方锤16压的更紧，使得小方锤16能够随着插架旋转而旋转。

本实施例的工作过程是：重锤通过线绕于绕线轮2上，并缠绕于传动齿轮轴19上，由高处自由下落；下落时，带动传动齿轮轴19旋转，从而使与其紧固配合的传动齿轮20旋转，由于齿轮啮合作用，小齿轮24反方向旋转，带动车轮轴22旋转，从而主动轮7旋转；通过轴承26与车轮轴22紧固连接的从动轮18随运动轨迹与主动轮7不同速旋转，实现小车的行走。

传动齿轮20旋转时，固定在其内孔的连接轴21跟着其运动，带动万向节Ⅰ 23转动，与它相连的螺杆10因此在竖直平面上摇摆运动，从而带动万向节Ⅱ 11转动，从而带动摇杆15周期性运动，与小方锤16紧固配合的前轮叉架13（前轮叉架13与前轮支撑架12通过轴承紧固配合）周期性转动，从而实现小车的固定向行进。

上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。