一种可调节正弦轨迹的无碳运载工具的制作方法

本发明涉及一种可调节正弦轨迹的无碳运载工具。

背景技术：

目前，更洁净、更环保、更节能、更高效的无碳理念越来越被人们提上研究的课题。为了深化实践教学改革，提升大学生工程实践能力、创新意识和团队合作能力，促进创新人才培养，大学生工程训练综合能力竞赛越来越注重工程训练教学改革，其中有一个项目要求作品为自己设计结构的可以调节方向的小车。转向机构是整个无碳小车中最为重要的机构，它的作用是通过将绕线轴转角变化量通过机构转化为导向轮的转角变化量，从而实现无碳小车的转向功能。但实际中，很多作品的由于不能准确的调节小车行走正弦轨迹的周期、方向、幅度等参数，而导致小车不能走出理想的轨迹。由此问题的指引下，我们在完成设计的要求下充分考虑了外观和成本等问题，方便以后的扩展和进一步的开发，保证小车尽可能的按照我们所需要的轨迹行走，躲避障碍，达到比赛的要求。同时，作品也可以应用到运输物资等多种环境下。由于该运载工具的动能由势能转换而成，其普及应用可以为环保事业做出很大的贡献。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种可调节正弦轨迹的无碳运载工具，解决了上述背景技术中的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种可调节正弦轨迹的无碳运载工具，包括车体、驱动装置和转向装置；

所述车体包括一底座、主轴和二后轮，所述主轴设置于底座上，所述二后轮套接于主轴并设置于底座两侧；

所述驱动装置包括支架组件、定滑轮、绕线轴和齿轮；所述支架组件固定于底座上，支架组件内留有供重物上下运动的轨道，支架组件的顶部装设有定滑轮，所述绕线轴设置于底座上，绕线轴和定滑轮间通过线绳连接，线绳的一端悬挂有所述重物，另一端跨过定滑轮缠绕于绕线轴；所述绕线轴通过齿轮驱动主轴上的二后轮转动，实现车体前进；

所述转向装置包括周期盘、连杆、万向轴承、摇杆、导杆、前轮支架和前轮；所述周期盘套设于绕线轴上，且周期盘上分布有若干周期孔；所述周期孔以周期盘的圆心为圆心，沿径向呈射线状分布，各周期孔射线间夹角为60°，且位于同一周期孔射线上的两相邻周期孔相距1mm；所述连杆沿车体前进方向设置，其一端套设于周期孔，另一端通过万向轴承与摇杆连接，所述摇杆平行于底座表面横向设置，摇杆的另一端与导杆固定连接，摇杆与连杆的连接点到导杆间的有效长度为可调长度；所述前轮支架设置于底座前端，所述导杆穿过前轮支架与前轮固定连接，所述导杆与前轮支架的顶部连接处设有法兰轴承；车体前进过程中绕线轴旋转，周期盘同步旋转，从而带动连杆画圈运动，在万向轴承的作用下，摇杆周期性前后摆动，固定于摇杆的导杆实现周期旋转，致使前轮周期性转向，实现车体沿正弦轨迹前进。

在本发明一较佳实施例中，所述连杆上设有旋转螺母，旋转螺母端部设轴承座，轴承座内设有所述万向轴承，所述万向轴承与摇杆活动连接，通过旋转螺母实现摇杆有效长度的调节与固定。

在本发明一较佳实施例中，所述底座上设有主轴立架和绕线轴立架，分别用于架设主轴和绕线轴，所述绕线轴立架设置于主轴立架与前轮之间。

在本发明一较佳实施例中，所述支架组件包括三根支柱和三角支架，所述三根支柱设置于前轮与绕线轴之间，三个支柱之间的空间为重物运动轨道，所述三角支架架设于三根支柱的顶部。

在本发明一较佳实施例中，所述三根支柱间的底座上开设一通孔，所述通孔用于放置储物桶。

在本发明一较佳实施例中，所述齿轮包括大齿轮和小齿轮，所述大齿轮套设于绕线轴，所述小齿轮套设于主轴。

在本发明一较佳实施例中，所述摇杆与导杆间设有连接件，所述连接件上设有调节螺杆。

在本发明一较佳实施例中，所述前轮支架包括两侧板和一顶板，所述法兰轴承装设于顶板内。

在本发明一较佳实施例中，所述周期盘通过法兰联轴器与绕线轴连接。

在本发明一较佳实施例中，所述二后轮的轮毂处设有垫片。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本发明将周期、方向、幅度这三项参数分别集成到不同的结构上，使得按照我们所需要的轨迹行走，躲避障碍，整个调节过程简单方便，快速准确。

2.在底座上三根支柱中心挖了通孔，可以用来放置储物桶，为小车增加运输物资的功能。同时也可以利用底座上的剩余空间来放置所需运输的物品，实现小车通过能量的转换来达到行走正弦轨迹运输物品的功能。

3.本发明结构明了，易于计算和仿真，利于推广到现实利用领域，普及应用可以为环保事业做出很大的贡献。

附图说明

图1为本发明一角度的结构示意图。

图2为本发明另一角度的结构示意图。

具体实施方式

请查阅图1-2，本实施例的一种可调节正弦轨迹的无碳运载工具，包括车体、驱动装置和转向装置；

所述车体包括一底座18、主轴1和二后轮，所述主轴1通过主轴立架4设置于底座18上，所述二后轮套接于主轴1并设置于底座18两侧；所述二后轮的轮毂处设有垫片2。

所述驱动装置包括支架组件、定滑轮12、绕线轴14和齿轮；所述支架组件固定于底座18上，支架组件内留有供重物7上下运动的轨道，支架组件的顶部装设有定滑轮12，所述绕线轴14通过绕线轴14立架19设置于底座18上，绕线轴14和定滑轮12间通过线绳13连接，线绳13的一端悬挂有所述重物7，另一端跨过定滑轮12缠绕于绕线轴14；所述绕线轴14通过齿轮驱动主轴1上的二后轮转动，实现车体前进；

所述转向装置包括周期盘17、连杆23、万向轴承22、摇杆21、导杆20、前轮支架26和前轮28；

为实现车体周期的调节，所述周期盘17套设于绕线轴14上，所述周期盘17通过法兰联轴器16与绕线轴14连接。且周期盘17上分布有若干周期孔；所述周期孔以周期盘17的圆心为圆心，沿径向呈射线状分布，各周期孔射线间夹角为60°，且位于同一周期孔射线上的两相邻周期孔相距1mm；

为实现车体方向的调节，所述连杆23沿车体前进方向设置，其一端套设于周期孔，另一端通过万向轴承22与摇杆21连接，所述摇杆21平行于底座18表面横向设置，摇杆21的另一端与导杆20固定连接，摇杆21与连杆23的连接点到导杆20间的有效长度为可调长度；所述前轮支架26设置于底座18前端，所述导杆20穿过前轮支架26与前轮28固定连接，所述导杆20与前轮支架26的顶部连接处设有法兰轴承25；所述前轮支架26包括两套的两侧板和一顶板组成框架，所述法兰轴承25装设于顶板内。

为实现车体正弦轨迹幅度的调节，所述连杆23上设有旋转螺母11，旋转螺母11端部设轴承座，轴承座内设有所述万向轴承22，所述万向轴承22与摇杆21活动连接，通过旋转螺母11实现摇杆21和连杆23有效长度的调节与固定。所述摇杆21与导杆20间设有连接件24，所述连接件24上设有调节螺杆，调节螺杆起微调作用。

首先将重物7放置重力势能最大的地方，保证该工具能够拥有最大的行程。先让车体进行空载行走，然后根据行走轨迹调节周期盘17到适合的档位，调节连杆23的长度，确保小车方向适合，调节摇杆21的有效长度，确保小车行走轨迹的峰值能够达到使用要求。然后将所需运载物品放置储物桶内，再将储物桶放置到三根中心支柱8中间，释放重物7开始使用。车体前进过程中绕线轴14旋转，周期盘17同步旋转，从而带动连杆23画圈运动，在万向轴承22的作用下，摇杆21周期性前后摆动，固定于摇杆21的导杆20实现周期旋转，致使前轮28周期性转向，实现车体沿正弦轨迹前进。

所述底座18上设有主轴1立架和绕线轴14立架，分别用于架设主轴1和绕线轴14，所述绕线轴14立架设置于主轴1立架与前轮28之间。所述齿轮包括大齿轮6和小齿轮3，所述大齿轮6套设于绕线轴14，所述小齿轮3套设于主轴1，不同尺寸齿轮的设置，使绕线轴14转动一圈，主轴1转动圈数大于一圈，实现重物7下落过程中车体最大程度的前进。

所述支架组件包括三根支柱8和三角支架9，所述三根支柱8设置于前轮28与绕线轴14之间，三个支柱之间的空间为重物7运动轨道，所述三角支架9架设于三根支柱8的顶部。所述三角支架9上表面设有小支架10，所述小支架10用于固定定滑轮12。所述三根支柱8间的底座18上开设一通孔，所述通孔用于放置储物桶。同时，底座18上的其他空间也可用于运载物资。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。