专利名称：无碳竞赛车模及其调试方法
技术领域：
本发明涉及车，具体涉及一种无碳竞赛车模及其调试方法。
背景技术：
全国第二届大学生工程训练综合能力竞赛命题，以重力势能驱动的具有方向控制 功能的自行小车。功能设计要求如图1，给定一重力势能，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可用来驱动小车行走的装置。该自行小车在前行时能够自动避开赛 道上设置的障碍物(每间隔1米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒)。如图2， 以小车前行距离的远近、以及避开障碍的多少来综合评定成绩。给定重力势能为5焦耳(取g=10m/s2)，竞赛时统一用质量为IKg的重块 (050 X 65mm,普通碳钢)铅垂下降来获得，落差500 士 2mm，重块落下后，须被小车承载并同小 车一起运动，不允许掉落。要求小车前行过程中完成的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形式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无碳竞赛车模及其调试方法，该车模在竞赛规则条 件下制作而成，车模能获得最大的前行距离和避开最多的障碍物。本发明的技术解决方案是车架框上安装驱动机构和转向机构构成车模；所述的 车架框包括底板和支柱，底板的后端上垂直焊接支柱组成车架框，支柱的顶端安装滑轮架； 所述的驱动机构包括滑轮、线绳、动滑轮架、动滑轮、驱动轮、驱动轴、从动轮、载重块、前轮、 前轮架和标准重块，在车架框的底板的前端通过前轮架安装前轮，在车架框的底板的后端 安装驱动轴；前轮架上端圆形，下端加工成扁平状，并加工一槽，便于前轮放进，用一细轴穿 入侧面小孔将其联接在车架框的底板上；
驱动轴为一细长轴，两端加工有台阶，用于安装驱动轮与从动轮；驱动轮及从动轮二者 外径相同，驱动轮的内孔直径与驱动轴一端外径相同，驱动轮用一轴销与驱动轴上小孔联 接，当驱动轴转动时，驱动轮直接由驱动轴带动旋转，从动轮的内孔较大，装配轴承后再安 装在驱动轴上；滑轮中间加工孔，装配轴承用轴销将它联接在滑轮架上；动滑轮用轴销联 接于动滑轮架上，动滑轮架的上端连接线绳一端，线绳的另一端绕过滑轮连接标准重块；动 滑轮上的牵引绳的一端固定在车架框上，动滑轮上的牵引绳的另一端缠绕于驱动轴上，当 动滑轮向上运动时来带动驱动轴转动；所述的转向机构包括左张紧绳轮、张紧绳、右张紧绳 轮、转向绳轮、拨杆和摆杆拨头，左张紧绳轮与右张紧绳轮的孔径与驱动轴直径相同，用螺 钉将其固定在驱动轴上，左张紧绳轮与右张紧绳轮上有宽槽，转向绳轮外径上加工槽，中心 装配轴承后安装固定在车架框的底板前端，转向绳轮上安装摆杆拨头，张紧绳的一端连接 在左张紧绳轮上，张紧绳缠绕于左张紧绳轮上，张紧绳的另一端绕过转向绳轮连接在右张 紧绳轮上；拨杆为长方体结构，其固定在前轮架上，摆杆拨头插入拨杆中间槽中便于摆杆拨头在其中来回移动，控制小车运动轨迹。其中，滑轮架上经锥销联接笔架便与定位与装卸，笔架上安装激光笔，激光笔确定 前方目标，指引小车沿指定轨迹向前运动。其中，在车架框的支柱上安装防晃板，线绳穿过防晃板连接标准重块，标准重块位 于防晃板的下方。其中，在车架框的底板的后端安装载重块，载重块位于标准重块的垂直下方。比赛时，用激光笔调整好小车的运行线路，取下激光笔；放置标准重块，标准重块 自由下降，联接于标准重块的线绳经滑轮带动动滑轮架上升，动滑轮架下端的动滑轮继而 拉动下方的牵引绳，因牵引绳的一端固定在车架框上，牵引绳另一端缠绕于驱动轴上有数 十匝，所以驱动轴被牵引绳拖动后开始旋转，继而驱动轴带动驱动轮及从动轮转动，小车向 前运动；驱动轴转动后，带动固定于其上的左张紧绳轮、右张紧绳轮一起旋转，事先在左张 紧绳轮上整齐的缠绕张紧绳数十匝，张紧绳绕过转向绳轮后再和右张紧绳轮联接，驱动轴 转动时，张紧绳将会有规律的从左张紧绳轮松开，向右张紧绳轮缠绕，当张紧绳经过转向绳 轮时，在摩擦的作用下，转向绳轮会有规律的转动，转向绳轮上的摆杆拨头带动拨杆左右移 动，拨杆带动前端的前轮架，其再带动下端的前轮有规律的运动，从而让小车自动避开赛道 上设置的障碍物。调试方法是调试时，将软管一端固定在车架框上，软管另一端插入盛有水的瓶 中，盛水的瓶拿在手中，当小车行走在跑道上时，洒下水迹，该水迹即为小车行走轨迹，直观 方便观察小车行走轨迹。本发明的车模结构巧妙，操作、调试方便，满足竞赛规则条件下，车模能获得最大 的前行距离和避开最多的障碍物。
图1为竞赛命题小车示意图。图2为图1的小车自动行走示意图。图3为本发明的竞赛车模结构示意图。图4为驱动轮示意图。图5为从动轮示意图。图6为张紧绳轮示意图。图7为驱动轴示意图。图8为转向绳轮示意图。图9为拨杆示意图。图10前轮架示意图。图中1笔架，2滑轮，3滑轮架，4车架框，5线绳，6定位螺母，7动滑轮架，8动滑 轮，9驱动轮，10左张紧绳轮，11张紧绳，12驱动轴，13右张紧绳轮，14从动轮，15载重块， 16转向绳轮，17拨杆，18摆杆拨头，19前轮，20前轮架，21标准重块，22防晃板，23牵引绳， 对激光笔，25底板J6支柱。
具体实施例方式如图1-10所示，车架框4上安装驱动机构和转向机构构成车模；所述的车架框4 包括底板25和支柱沈，底板25的后端上垂直焊接支柱沈组成车架框4，支柱沈的顶端 安装滑轮架3 ；所述的驱动机构包括滑轮2、线绳5、动滑轮架7、动滑轮8、驱动轮9、驱动轴 12、从动轮14、载重块15、前轮19、前轮架20和标准重块21，在车架框4的底板25的前端 通过前轮架20安装前轮19，在车架框4的底板25的后端安装驱动轴12 ；前轮架20上端圆 形，下端加工成扁平状，并加工一槽，便于前轮19放进，用一细轴穿入侧面小孔将其联接在 车架框4的底板25上；驱动轴12为一细长轴，由碳钢材料加工而成，两端加工有台阶，用于 安装驱动轮9与从动轮14 ；驱动轮9及从动轮14由铝合金材料加工而成，二者外径相同， 厚度一致，驱动轮9的内孔直径与驱动轴12—端外径相同，在其内孔外侧加工一槽，用一轴 销与驱动轴12上小孔联接，当驱动轴12转动时，驱动轮9直接由驱动轴12带动旋转，从动 轮14的内孔较大，装配孔径为5mm的轴承后再安装在驱动轴12上；滑轮2中间加工孔，装 配孔径为5mm的轴承，用直径为5mm的轴销将它联接在滑轮架3上；动滑轮8用轴销联接于 动滑轮架7上，动滑轮架7的上端经定位螺母6连接线绳5 —端，线绳5的另一端绕过滑轮 2连接标准重块21，用来调节动滑轮8到滑轮架3的垂直距离，从而保证标准重块21的下 降落差；动滑轮8上的牵引绳23的一端固定在车架框4上，动滑轮8上的牵引绳23的另一 端缠绕于驱动轴12上，当动滑轮8向上运动时来带动驱动轴12转动；所述的转向机构包括 左张紧绳轮10、张紧绳11、右张紧绳轮13、转向绳轮16、拨杆17和摆杆拨头18，左张紧绳轮 10与右张紧绳轮13的孔径与驱动轴12直径相同，用紧螺钉将其固定在驱动轴12上，左张 紧绳轮10与右张紧绳轮13上有宽槽，转向绳轮16为扁圆形状，外径上加工夹角60度槽， 中心装配孔径为5mm的轴承后安装固定在车架框4的底板25前端，转向绳轮16上安装摆 杆拨头18，张紧绳11的一端连接在左张紧绳轮10上，张紧绳11缠绕于左张紧绳轮10上， 张紧绳11的另一端绕过转向绳轮16连接在右张紧绳轮13上；拨杆17为长方体结构，其固 定在前轮架20上，摆杆拨头18插入拨杆17中间槽中便于摆杆拨头18在其中来回移动，控 制小车运动轨迹。其中，滑轮架3上经锥销联接笔架1便与定位与装卸，笔架1上安装激光笔对，激 光笔M确定前方目标，指引小车沿指定轨迹向前运动。其中，在车架框4的底板25的后端安装载重块15，载重块15位于标准重块21的 垂直下方。其中，在车架框4的支柱沈上安装防晃板22，线绳5穿过防晃板22连接标准重块 21，标准重块21位于防晃板22的下方。比赛时，用激光笔M调整好小车的运行线路，取下激光笔M ；放置标准重块21，标 准重块21自由下降，联接于标准重块21的线绳5经滑轮2带动动滑轮架7上升，动滑轮架 7下端的动滑轮8继而拉动下方的牵引绳23，因牵引绳23的一端固定在车架框4上，牵引 绳23另一端缠绕于驱动轴12上有数十匝，所以驱动轴12被牵引绳23拖动后开始旋转，继 而驱动轴12带动驱动轮9及从动轮14转动，小车向前运动；驱动轴12转动后，带动固定于 其上的左张紧绳轮10、右张紧绳轮13 —起旋转，事先在左张紧绳轮10上整齐的缠绕张紧绳 11数十匝，张紧绳11绕过转向绳轮16后再和右张紧绳轮13联接，驱动轴12转动时，张紧 绳11将会有规律的从左张紧绳轮10松开，向右张紧绳轮13缠绕，当张紧绳11经过转向绳轮16时，在摩擦的作用下，转向绳轮16会有规律的转动，转向绳轮16上的摆杆拨头18带 动拨杆17左右移动，拨杆17带动前端的前轮架20，其再带动下端的前轮19有规律的运动， 从而让小车自动避开赛道上设置的障碍物。 调试方法是调试时，将软管一端固定在车架框上，软管另一端插入盛有水的瓶 中，盛水的瓶拿在手中，当小车行走在跑道上时，洒下水迹，该水迹即为小车行走轨迹。
权利要求
1.无碳竞赛车模，其特征在于车架框(4)上安装驱动机构和转向机构构成车模；所述 的车架框(4)包括底板(25)和支柱(26)，底板(25)的后端上垂直焊接支柱(26)组成车架 框(4)，支柱(26)的顶端安装滑轮架(3)；所述的驱动机构包括滑轮(2)、线绳(5)、动滑轮 架(7)、动滑轮(8)、驱动轮(9)、驱动轴(12)、从动轮(14)、载重块(15)、前轮(19)、前轮架 (20)和标准重块(21)，在车架框(4)的底板(25)的前端通过前轮架(20)安装前轮(19)， 在车架框(4)的底板(25)的后端安装驱动轴(12);前轮架(20)上端圆形，下端加工成扁平 状，并加工一槽，便于前轮(19)放进，用一细轴穿入侧面小孔将其联接在车架框(4)的底板 (25)上；驱动轴(12)为一细长轴，两端加工有台阶，用于安装驱动轮(9)与从动轮(14);驱 动轮(9)及从动轮(14)二者外径相同，驱动轮(9)的内孔直径与驱动轴(12) —端外径相同， 驱动轮(9)用一轴销与驱动轴(12)上小孔联接，当驱动轴(12)转动时，驱动轮(9)直接由 驱动轴(12)带动旋转，从动轮(14)的内孔较大，装配轴承后再安装在驱动轴(12)上；滑轮 (2)中间加工孔，装配轴承用轴销将它联接在滑轮架(3)上；动滑轮(8)用轴销联接于动滑 轮架(7)上，动滑轮架(7)的上端经定位螺母(6)连接线绳(5)—端，线绳(5)的另一端绕 过滑轮(2 )连接标准重块(21)，用来调节动滑轮(8 )到滑轮架(3 )的垂直距离，从而保证标 准重块(21)的下降落差；动滑轮(8)上的牵引绳(23)的一端固定在车架框(4)上，动滑轮 (8)上的牵引绳(23)的另一端缠绕于驱动轴(12)上，当动滑轮(8)向上运动时来带动驱动 轴(12)转动；所述的转向机构包括左张紧绳轮(10)、张紧绳(11)、右张紧绳轮(13)、转向绳 轮(16)、拨杆(17)和摆杆拨头(18)，左张紧绳轮(10)与右张紧绳轮(13)的孔径与驱动轴 (12)直径相同，用螺钉将其固定在驱动轴(12)上，左张紧绳轮(10)与右张紧绳轮(13)上 有宽槽，转向绳轮(16)为扁圆形状，外径上加工槽，中心装配轴承后安装固定在车架框(4) 的底板(25)前端，转向绳轮(16)上安装摆杆拨头(18)，张紧绳(11)的一端连接在左张紧 绳轮(10)上，张紧绳(11)缠绕于左张紧绳轮(10)上，张紧绳(11)的另一端绕过转向绳轮 (16)连接在右张紧绳轮(13)上；拨杆(17)为长方体结构，其固定在前轮架(20)上，摆杆拨 头(18)插入拨杆(17)中间槽中便于摆杆拨头(18)在其中来回移动，控制小车运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的无碳竞赛车模，其特征在于其中，滑轮架(3)上经锥销联接 笔架(1)便与定位与装卸，笔架(1)上安装激光笔(24)，激光笔(24)确定前方目标，指引小 车沿指定轨迹向前运动。
3.根据权利要求1所述的无碳竞赛车模，其特征在于其中，在车架框(4)的支柱(26) 上安装防晃板(22)，线绳(5)穿过防晃板(22)连接标准重块(21)，标准重块(21)位于防晃 板(22)的下方。
4.根据权利要求1所述的无碳竞赛车模，其特征在于其中，在车架框(4)的底板(25) 的后端安装载重块(15)，载重块(15)位于标准重块(21)的垂直下方。
5.根据权利要求1所述的无碳竞赛车模的调试方法，其特征在于调试时，将软管一端 固定在车架框上，软管另一端插入盛有水的瓶中，盛水的瓶拿在手中，当小车行走在跑道上 时，洒下水迹，该水迹即为小车行走轨迹。
全文摘要
本发明公开无碳竞赛车模及其调试方法，底板(25)上焊接支柱(26)组成车架框(4)，支柱(26)的顶端安装滑轮架(3)，车架框(4)安装前轮(19)和驱动轴(12)，驱动轴(12)上安装驱动轮(9)与从动轮(14)，滑轮联接滑轮架(3)上，动滑轮(8)连接线绳(5)，线绳(5)经滑轮连接标准重块(21)，动滑轮(8)上牵引绳(23)固定车架框(4)，牵引绳(23)缠绕驱动轴(12)，左右张紧绳轮(10、13)固定驱动轴(12)上，转向绳轮(16)固定车架框(4)前端，左张紧绳轮(10)上张紧绳(11)绕过转向绳轮(16)连接右张紧绳轮(13)，拨杆(17)联接前轮架(20)，摆杆拨头(18)插入拨杆(17)槽中。本发明结构巧妙，操作方便，获得最大的前行距离和避开障碍物。
文档编号A63H17/00GK102139163SQ20111002027
公开日2011年8月3日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者左晓明, 支前锋, 王顺军 申请人:淮阴工学院