一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种无碳小车转向装置，尤其涉及一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置。
【背景技术】
[0002]目前，“8”字形行走轨迹的无碳小车是国内机械工程专业学生工程训练竞赛的一个标志性项目，即给定4焦耳(取g=10m/s2)的重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并以此驱动小车的行走装置，同时小车要求按照“8”字轨迹行走且行走过程中完成所有动作所需的能量均由此能量转换获得，不可使用任何其他的能量来源。无碳小车要求具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应不同间距(300?500mm范围内)障碍物的竞赛场地。
[0003]中国专利CN203154809U公开了一种适用于单边驱动的无碳小车转向装置，该小车主要由端面凸轮带动推杆驱动转向齿条前后运动，继而带动转向齿轮左右旋转，从而带动前轮支架及前轮左右旋转。上述结构的小车可通过微调螺母来调节方向基准位置，但无法满足在不同间距障碍物间“8”行走的要求，且推杆结构采用的是单支点的支座方式，推杆在前后移动时容易出现前端跳动，从而增加转向误差。同时，随着障碍物间距的增大，端面凸轮的径向尺寸也将随之变大，从而使小车总体结构尺寸变大，行走及转向能力变差。
【实用新型内容】
[0004]为解决上述问题，本实用新型提出一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置，包括转向驱动系统和转向微调系统:
[0005]其中转向驱动系统包括:圆柱凸轮通过圆柱凸轮轴与转向机构动力输入锥齿轮连接，圆柱凸轮表面设有凸轮槽，推杆中部的凸轮轴承与圆柱凸轮的凸轮槽接触，推杆前端的凸轮轴承的外表面与转向节臂的腰型槽内表面接触，并可在槽内横向移动，转向节臂与转向节通过腰型孔连接，转向轮安装在转向节内，转向轮、转向轮轴、转向轮轴承相互配合，转向轮轴安装在转向节下端并通过螺母固定；
[0006]其中转向微调系统包括:转向微调滑块通过微调滑块轴承安装在转向节上，转向微调滑块下端面设有阶梯台阶，与无碳小车底板前端的矩形接地台阶槽配合，转向微调滑块可在槽内做横向移动，由调整工具根据不同的障碍物间距确定对应的校正量，通过移动微调滑块使得无碳小车底板槽微调基准面C、微调滑块校正量测试面D间的校正量与调整工具上校正量一致。
[0007]所述推杆通过前支座和后支座安装在无碳小车底板上。
[0008]所述推杆后端为腰型轴，推杆后支座矩形孔接触面与后支座上矩形孔相接触，推杆中部的前支座直线轴承接触面A与前支座内的直线轴承内孔相接触。
[0009]所述微调滑块通过微调滑块固定压板两端的螺栓固定在无碳小车底板上。
[0010]本实用新型采用转向驱动系统驱动转向轮转向，由于圆柱凸轮表面的凸轮槽的曲线重复率高，能有效减小小车行走轨迹偏移量，实现无碳小车方向的精确控制；另外，通过调整工具左右移动转向微调系统中转向微调滑块的相对位置，可以改变转向节左右的位置，实现不同间距(300?500mm范围内)的“8”字行走轨迹。该转向微调系统调整方便，调整量易控制且移动位移精度可达0.0lmm,能准确、有效的完成规定的“8”字形行走轨迹。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置示意图；
[0012]图2为转向驱动系统示意图；
[0013]图3为转向微调系统示意图；
[0014]图4为推杆结构示意图；
[0015]图中:1、转向轮；2、转向节；3、转向微调滑块；4、无碳小车底板；5、微调滑块固定压板；6、转向节臂；7、圆柱凸轮前轴承座；8、圆柱凸轮；9、圆柱凸轮后轴承座；10、圆柱凸轮轴；11、转向机构动力输入锥齿轮；12、推杆；13、后支座；14、前支座；15、转向轮轴；16、微调滑块轴承；17、18、凸轮轴承；A、前支座直线轴承接触面；B、后支座矩形孔接触面；C、无碳小车底板槽微调基准面；D、微调滑块校正量测试面。
【具体实施方式】
[0016]一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置，其示意图如图1所示，包括转向驱动系统和转向微调系统:其中转向驱动系统包括:圆柱凸轮8通过圆柱凸轮轴10与转向机构动力输入锥齿轮11连接，圆柱凸轮8表面设有凸轮槽，推杆12中部的凸轮轴承17与圆柱凸轮8的凸轮槽接触，推杆12前端的凸轮轴承18的外表面与转向节臂6的腰型槽内表面接触，并可在槽内横向移动，转向节臂6与转向节2通过腰型孔连接，转向轮I安装在转向节2内，转向轮1、转向轮轴15、转向轮轴承相互配合，转向轮轴15安装在转向节2下端并通过螺母固定；
[0017]其中转向微调系统包括:转向微调滑块3通过微调滑块轴承16安装在转向节2上，转向微调滑块3下端面设有阶梯台阶，与无碳小车底板4前端的矩形接地台阶槽配合，转向微调滑块3可在槽内做横向移动，由调整工具根据不同的障碍物间距确定对应的校正量，通过移动微调滑块3使得无碳小车底板槽微调基准面C、微调滑块校正量测试面D间的校正量与调整工具上校正量一致。
[0018]为避免无碳小车在行走过程中转向节产生运动位移偏差，所述微调滑块3通过微调滑块固定压板5两端的螺栓固定在无碳小车底板4上。
[0019]转向驱动系统示意图如图2所示，转向机构动力输入锥齿轮11带动圆柱凸轮轴1与圆柱凸轮8旋转，推杆12中部的凸轮轴承17与圆柱凸轮8表面的凸轮槽接触并随圆柱凸轮8转动推动凸轮轴承17及推杆12纵向直线往复移动，推杆12前端的凸轮轴承18带动转向节臂6在一定角度内往复摆动，使转向节2成相应角度往复摆动，从而实现转向轮方向的改变，完成“8”字形行走轨迹。
[0020]转向微调系统示意图如图3所示，根据不同的障碍物间距要求可相应地改变无碳小车底板槽微调基准面C与微调滑块校正量测试面D之间的校正量，校正量与调整工具上的障碍物间距校正量一致，校正量确定后，由微调滑块固定压板5将微调滑块4固定在无碳小车底板4上。
[0021]推杆结构示意图如图4所示，为防止推杆12在直线往复移动过程中绕轴线自行旋转，推杆12通过前支座14和后支座13安装在无碳小车底板4上，推杆12后端为腰型轴，推杆后支座矩形孔接触面B与后支座13上矩形孔相接触，推杆12中部的前支座直线轴承接触面A与前支座14内的直线轴承内孔相接触。
【主权项】
1.一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置，其特征在于，包括转向驱动系统和转向微调系统: 其中转向驱动系统包括:圆柱凸轮(8)通过圆柱凸轮轴(10)与转向机构动力输入锥齿轮(11)连接，圆柱凸轮(8)表面设有凸轮槽，推杆(12)中部的凸轮轴承(17)与圆柱凸轮(8)的凸轮槽接触，推杆(12)前端的凸轮轴承(18)的外表面与转向节臂(6)的腰型槽内表面接触，并可在槽内横向移动，转向节臂(6)与转向节(2)通过腰型孔连接，转向轮(I)安装在转向节(2)内，转向轮(1)、转向轮轴(15)、转向轮轴承相互配合，转向轮轴(15)安装在转向节(2)下端并通过螺母固定； 其中转向微调系统包括:转向微调滑块(3)通过微调滑块轴承(16)安装在转向节(2)上，转向微调滑块(3)下端面设有阶梯台阶，与无碳小车底板(4)前端的矩形接地台阶槽配合，转向微调滑块(3)可在槽内做横向移动，由调整工具根据不同的障碍物间距确定对应的校正量，通过移动微调滑块(3)使得无碳小车底板槽微调基准面(C)、微调滑块校正量测试面(D)间的校正量与调整工具上校正量一致。2.如权利要求1所述的一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置，其特征在于，所述推杆(12 )通过前支座(14 )和后支座(13 )安装在无碳小车底板(4 )上。3.如权利要求1所述的一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置，其特征在于，所述推杆(12)后端为腰型轴，推杆(12)后支座矩形孔接触面(B)与后支座(13)上矩形孔相接触，推杆(12)中部的前支座直线轴承接触面(A)与前支座(14)内的直线轴承内孔相接触。4.如权利要求1所述的一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置，其特征在于，所述微调滑块(3)通过微调滑块固定压板(5)两端的螺栓固定在无碳小车底板(4)上。
【专利摘要】本实用新型涉及一种“8”字形行走轨迹的无碳小车转向装置。采用转向驱动系统驱动转向轮转向，由于圆柱凸轮表面的凸轮槽的曲线重复率高，能有效减小小车行走轨迹偏移量，实现无碳小车方向的精确控制；另外，通过调整工具左右移动转向微调系统中转向微调滑块的相对位置，可以改变转向节左右的位置，实现不同间距（300～500mm范围内）的“8”字行走轨迹。该转向微调系统调整方便，调整量易控制且移动位移精度可达0.01mm，能准确、有效的完成规定的“8”字形行走轨迹。
【IPC分类】A63H17/00, A63H17/36
【公开号】CN204684662
【申请号】CN201520385390
【发明人】王冬良, 徐威, 徐一波
【申请人】三江学院
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年6月5日