8字形轨迹无碳小车的制作方法

本实用新型涉及机械能量应用领域。更具体地说，本实用新型涉及一种8字形轨迹无碳小车。

背景技术：

无碳小车是当前制造类专业学生工程训练的一个标志性产品。无碳小车要求做成三轮车的形式，能够按规定的轨迹路线行走，如在半张标准乒乓球台上，绕相距一定的两个障碍按8字形轨迹绕行，绕行时不可以碰倒障碍物，不可以掉下球台，以小车完成8字绕行圈数的多少来综合评定成绩。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种8字形轨迹无碳小车，旨在提供一种能量转化率高，机构设计合理，行驶轨迹精准、运动轨迹在一定范围内可调的可按8字形轨迹绕行的新型无碳小车。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种8字形轨迹无碳小车，包括：

支撑机构，其由底板、支撑架以及设置于支撑架上方的顶板构成；

原动机构，其包括滑轮、绕线以及砝码；所述滑轮可绕其轴转动的架设于所述顶板上，且所述顶板相对滑轮处具有一开口，所述绕线设置于所述滑轮上，其一端穿过所述开口连接砝码；

传动行走机构，其包括齿轮轴、绕线轴、大齿轮、小齿轮、一对后轮以及后轮轴；所述齿轮轴可绕其轴转动的设置于所述底板上方，所述齿轮轴上固定有绕线轴，所述绕线轴位于所述开口正下方，所述绕线的另一端绕设于所述绕线轴上，所述大齿轮同轴固定于所述齿轮轴上，其与所述小齿轮啮合，所述小齿轮同轴固定于后轮轴上，所述后轮轴的两端分别与一对后轮连接，一对后轮分别位于底板的两侧；

转向机构，其包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一不完全齿轮、第二不完全齿轮、平面连杆机构、前叉以及前轮构成，所述第一锥齿轮同轴固定于所述齿轮轴上，所述底板上设置有可转动的第一竖直轴，其轴线与所述齿轮轴的轴线垂直，所述第一竖直轴的上端同轴固定有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮与所述第一锥齿轮啮合，所述第一竖直轴的下端同轴固定有第一不完全齿轮，所述第二竖直轴可转动的穿设于所述底板上，所述第二竖直轴上同轴设置有第二不完全齿轮，所述第二不完全齿轮与所述第一不完全齿轮啮合，所述第二竖直轴穿过底部的下端与平面连杆机构的摇杆连接，所述平面连杆机构的曲柄与前叉连接，所述前叉上设置有前轮。

优选的是，所述支撑架为三脚架。

优选的是，所述后轮轴一端与其中一个后轮直接连接，所述后轮轴的另一端通过轴承与另一个后轮连接，且使两个后轮同心设置。

优选的是，所述底板、顶板和后轮上均开设有减重孔。

优选的是，所述绕线轴通过紧固螺钉固定在齿轮轴上。

优选的是，所述平面连杆机构包括曲柄、可调节长度的连杆以及摇杆。

优选的是，所述摇杆上开设有滑槽，以使所述连杆在滑槽中移动。

本实用新型至少包括以下有益效果：传动行走机构采用齿轮传动，传动比精确，标准化程度高；转向机构设计锥齿轮，使转向机构中的空间连杆机构转化成平面连杆机构，容易仿真、计算小车运行轨迹；将平面连杆机构的连杆设置为可调长度的结构可以在一定范围内调整小车的运动轨迹，使小车精准地避开障碍物；小车结构简单、质量轻容易实现较长的行走距离。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型8字形轨迹无碳小车的结构示意图；

图2为本实用新型8字形轨迹无碳小车的主视图；

图3为本实用新型8字形轨迹无碳小车的平面连杆机构结构示意图；

图4为本实用新型8字形轨迹无碳小车的俯视图；

图5为本实用新型8字形轨迹无碳小车的侧视图。

1-滑轮，2-支撑架，3-底板，4-齿轮轴，5-绕线轴，6-大齿轮，7-第二不完全齿轮，8-第一不完全齿轮，9-第二锥齿轮，10-后轮，11-第一锥齿轮，12-小齿轮，13-后轮轴，14-曲柄，15-连杆，16-摇杆，17-前轮，18-前叉，19-顶板。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

在本实用新型的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1～5所示，本实用新型提供一种8字形轨迹无碳小车，包括：

支撑机构，其由底板3、支撑架2以及设置于支撑架2上方的顶板19构成。优选的是，所述支撑架2为三脚架，以减轻小车的重量。

原动机构，其包括滑轮1、绕线以及砝码；所述滑轮1可绕其轴转动的架设于所述顶板19上，且所述顶板19相对滑轮1处具有一开口，所述绕线设置于所述滑轮1上，其一端穿过所述开口连接砝码。

传动行走机构，其包括齿轮轴4、绕线轴5、大齿轮6、小齿轮12、一对后轮10以及后轮轴；所述齿轮轴4可绕其轴转动的设置于所述底板3上方，所述齿轮轴4上固定有绕线轴5，所述绕线轴5位于所述开口正下方，所述绕线的另一端绕设于所述绕线轴5上，所述大齿轮6同轴固定于所述齿轮轴4上，其与所述小齿轮12啮合，所述小齿轮12同轴固定于后轮轴上，所述后轮轴的两端分别与一对后轮10连接，一对后轮10分别位于底板3的两侧。其中，绕线轴5优选的是为3D打印塑料制品，具有质量轻的优点，采用紧固螺钉固定在齿轮轴4上。

转向机构，其包括第一锥齿轮11、第二锥齿轮9、第一不完全齿轮8、第二不完全齿轮7、平面连杆15机构、前叉18以及前轮17构成，所述第一锥齿轮11同轴固定于所述齿轮轴4上，所述底板3上设置有可转动的第一竖直轴，其轴线与所述齿轮轴4的轴线垂直，所述第一竖直轴的上端同轴固定有第二锥齿轮9，所述第二锥齿轮9与所述第一锥齿轮11啮合，所述第一竖直轴的下端同轴固定有第一不完全齿轮8，所述第二竖直轴可转动的穿设于所述底板3上，所述第二竖直轴上同轴设置有第二不完全齿轮7，所述第二不完全齿轮7与所述第一不完全齿轮8啮合，所述第二竖直轴穿过底部的下端与平面连杆15机构的摇杆16连接，所述平面连杆15机构的曲柄14与前叉18连接，所述前叉18上设置有前轮17。其中，平面连杆15机构设置于小车底板3的底部，可以降低车身的整体高度。所述平面连杆15机构包括曲柄14、可调节长度的连杆15以及摇杆16，且曲柄14、连杆15、摇杆16需要等高设置，连杆15上设置有微分头结构，从而改变连杆15的长度，调节精度可达到0.01mm，摇杆16上开有滑槽，可以改变连杆15与摇杆16的连接位置以改变摇杆16的长度，用于微调。

在另一种技术方案中，所述后轮轴一端与其中一个后轮10直接连接，所述后轮轴的另一端通过轴承与另一个后轮10连接，且使两个后轮10同心设置，满足小车转向时的差速要求。

在另一种技术方案中，所述底板3、顶板19和后轮10上均开设有减重孔，以减轻小车的质量。

本实用新型8字形轨迹无碳小车的运转过程为：砝码在重力作用下向下运动，从而绕线带动齿轮轴4转动，大齿轮6连同齿轮轴4转动，从而带动小齿轮12转动，小齿轮12转动带动后轮轴转动，从而实现后轮10转动，小车能够做直线运动了，接下来通过前轮17来调整小车的方向，由于齿轮轴4转动，带动第一锥齿轮11转动，第一锥齿轮11和第二锥齿轮9啮合，从而带动第一竖直轴以及第一不完全齿轮8转动，由于第一不完全齿轮8和第二不完全齿轮7啮合，从而带动第二竖直轴转动，第二竖直轴转动带动平面连杆15机构运动，从而带动前轮17转向实现小车的8字形运动。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。