一种设有双导向轮的无碳小车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无碳小车，特别涉及一种设有双导向轮的无碳小车。
【背景技术】
[0002]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，如在两米宽的直线通道内，绕过按规定间距等距离放置在通道中线上的障碍物，以“S”行的轨迹前进，并以小车前行的距离和成功绕障的数量来综合评定成绩。或者在半张标准的乒乓球台上，绕相距一定的两个障碍沿“8”字行轨迹绕行，绕行时不可以撞倒障碍物，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。
[0003]因此，对小车方向的控制尤为重要，导向设计是无碳小车的设计制作中的关键内容，稍有偏差就将严重影响训练和比赛成绩。但是现有技术的导向设计精度不高，系统稳定性不足，容易造成撞倒障碍物的情况。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术中存在的技术问题，本发明提供了一种导向精度高，可以调节导向距离，适应不同间距障碍物竞赛场地的设有双导向轮的无碳小车。
[0005]本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种设有双导向轮的无碳小车，包括车架以及设置在车架上的驱动机构、传动机构和导向机构，所述驱动机构包括与车架相连的立柱，立柱的顶端设有滑轮，线绳的一端连接重力块，另一端绕过滑轮后连接传动机构，其特征在于:传动机构包括用于缠绕线绳的驱动轴，该驱动轴的一端连接驱动轮，另一端通过齿轮组传动导向机构；
所述的导向机构包括凸轮、摆杆、齿条和导向轮组，凸轮通过传动轴与驱动轴相连接并由传动轴带动旋转，凸轮的边缘与摆杆接触并带动摆杆往复摆动，摆杆中间部位连接车架形成杠杆结构，且在摆杆的两端均设有齿条，各个齿条均对应啮合传动导向轮组实现小车转向。
[0006]作为进一步的设置，所述导向轮组包括导向轮，导向轮通过连接轴与导向齿轮相连，该导向齿轮与齿条啮合转动并通过连接轴改变导向轮的方向。
[0007]作为更进一步的设置，所述摆杆包括至少两端可伸缩的杆件组成。
[0008]作为又进一步的设置，所述摆杆包括粗段摆杆和细段摆杆，细段摆杆的一端嵌套在粗段摆杆内并通过紧固件固定。
[0009]收益效果:相对于现有技术本发明采用双导向轮和单驱动轮，驱动轮通过齿轮组传动凸轮摆杆，摆杆设置在车架上形成杠杆机构，并在在摆杆的两端设有齿条，通过齿条与导向轮组的齿轮啮合，从而改变导向轮的方向，驱动轮和导向轮通过导向机构连接，很好地解决了导向轮、方向轮内外侧交替时行程不等的问题，极大的降低了导向系统误差，增强了小车整体的稳定性； 摆杆包括至少两段可以伸缩的杆件，根据杆杠原理，可以通过调节摆杆的长度来改变摆杆两端的齿条摆动范围。从而实现改变交替的行程大小，穿越不同间距的障碍物。
【附图说明】
[0010]图1是本发明立体结构示意图。
[0011]图2是本发明去除立柱立体结构示意图。
[0012]图3是本发明局部立体结构示意图。
[0013]图4是本发明能量转换简图。
[0014]图5是本发明导向机构原理结构简图。
[0015]图6是本发明运动轨迹示意图。
[0016]图示标记，1、车架，2、立柱，3、滑轮，4、重力块，5、驱动轮，6、驱动轴，7、凸轮，8、摆杆，9、齿条，10，导向轮组，11、导向齿轮，12、导向轮。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0018]如图1所示的一种设有双导向轮的无碳小车，包括车架I以及设置在车架I上的驱动机构、传动机构和导向机构，所述驱动机构包括与车架I相连的立柱2，立柱2垂直设置，立柱2的顶端设有滑轮3，滑轮3可在立柱顶端的支架上转动，线绳的一端连接重力块4使得重力块4处于悬空状态，另一端绕过滑轮3并连接传动机构的驱动轴6，线绳在驱动轴6上缠绕若干圈，该驱动轴6的一端连接驱动轮5，另一端穿过设置在车架I上的轴承座连接齿轮组。齿轮组至少包括两个齿数不相同的齿轮，齿轮组连接驱动轴6和导向机构的凸轮7，可选择合适的齿数比的齿轮组调节驱动轴6和凸轮7之间的转速，凸轮7与驱动轴6通过齿轮组连接并传动，如图3所示，凸轮7的外沿与摆杆8始终接触，摆杆8的中间部位延伸出一段连杆，该连杆与摆杆8的外沿始终接触，由于凸轮7的大圆半径和小圆半径不同，因此在凸轮7转动的过程中，摆杆8向外延伸出的连杆与凸轮7外边缘始终接触并随着凸轮7的旋转往复摆动，摆杆8在中间部位与车架I铰接，使得摆杆8成为杠杆结构，由于摆杆8伸出的连杆随着凸轮7的旋转往复摆动，连杆与摆杆8为一体结构，根据杠杆原理可知，摆杆8位于铰接处的另一端也会进行往复摆动，在摆杆8的两端均设有齿条9，各个齿条9均对应啮合导向齿轮11，导向齿轮11通过垂直设置的连接轴与导向轮12相连，齿条9带动导向齿轮11转动，由于导向齿轮11和导向轮12为一体结构，因此导向齿轮11带动导向轮12转动，实现无碳小车的导向功能。
[0019]为了实现无碳小车适应于不同距离障碍物的场地，摆杆8的长度可进行调节，摆杆8包括至少两段可伸缩的杆件组成。可以将摆杆8制作成包括粗段摆杆和细段摆杆的杆件，细段摆杆的一端嵌套在粗段摆杆内并通过紧固件固定，松开紧固件时，可以调整细段摆杆在粗段摆杆内的嵌套长度，选择合适的长度后对将紧固件进行固定使得摆杆8的长度确定。由于摆杆8形成一个杠杆机构，因此根据杠杆原理可知，当改变摆杆8的长度时，摆杆8两端的齿条9往复运动的间隔时间将会不同，因此通过调节摆杆8的长度可以使得无碳小车适用于不同间距障碍物的场地。
[0020]在操作过程中，将线绳与驱动轴6相连的一端缠绕在驱动轴6上若干圈，使得与线绳另一端相连的重力块4处于悬空状态，如图4所示，重力块4此时具有重力势能，放下重力块4后，重力块4向下运动使得驱动轴6旋转，重力势能转换成动能，驱动轴带动位于车架I 一侧的驱动轮5运动，同时通过齿轮组驱动凸轮7旋转。如图5所示，凸轮7在转动过程中外沿与摆杆8的接触点不同，实现齿条9随着凸轮7的旋转往复运动。齿条9与导向齿轮11啮合，驱动导向齿轮11转动，导向齿轮11通过连接轴与导向轮12连接成为一体结构，导向齿轮11转动时使得导向轮12随之转动，这样就达到了导向轮12随着凸轮7的旋转完成周期性的转向，从而现在无碳小车的运动轨迹为“8”字型。如图所示，无碳小车的运动轨迹
本发明未叙述部分为现有技术。
【主权项】
1.一种设有双导向轮的无碳小车，包括车架(I)以及设置在车架(I)上的驱动机构、传动机构和导向机构，所述驱动机构包括与车架(I)相连的立柱(2)，立柱(2)的顶端设有滑轮(3)，线绳的一端连接重力块(4)，另一端绕过滑轮(3)后并连接传动机构，其特征在于:传动机构包括用于缠绕线绳的驱动轴(6)，该驱动轴(6)的一端连接驱动轮(5)，另一端通过齿轮组传动导向机构； 所述导向机构包括凸轮(7)、摆杆(8)、齿条(9)和导向轮组(10)，凸轮(8)通过传动轴与驱动轴(6)相连接并由驱动轴(6)带动旋转，凸轮(7)的边缘与摆杆(8)接触并带动摆杆(8)往复摆动，摆杆(8)中间部位连接车架(I)形成杠杆结构，且在摆杆(8)的两端均设有齿条(9)，各个齿条(9)均对应啮合传动导向轮组(10)，所述导向轮组(10)包括导向轮(12)，导向轮(12)通过连接轴与导向齿轮(11)相连，该导向齿轮(11)与齿条(9)啮合转动并通过连接轴改变导向轮(12)的方向。
2.根据权利要求1所述的一种设有双导向轮的无碳小车，其特征在于:所述摆杆(8)包括至少两端可伸缩的杆件组成。
3.根据权利要求2所述的一种设有双导向轮的无碳小车，其特征在于:所述摆杆(8)包括粗段摆杆和细段摆杆，细段摆杆的一端嵌套在粗段摆杆内并通过紧固件固定。
【专利摘要】一种设有双导向轮的无碳小车，包括车架以及设置在车架上的驱动机构、传动机构和导向机构，所述驱动机构包括与车架相连的立柱，立柱的顶端设有滑轮，线绳的一端连接重力块，另一端绕过滑轮后连接传动机构，其特征在于：传动机构包括用于缠绕线绳的驱动轴，该驱动轴的一端连接驱动轮，另一端通过齿轮组传动导向机构。本发明采用双导向轮和单驱动轮，驱动轮通过齿轮组传动凸轮摆杆，摆杆设置在车架上形成杠杆机构，并在摆杆的两端设有齿条，通过齿条与导向轮组的齿轮啮合，从而改变导向轮的方向，驱动轮和导向轮通过导向机构连接，很好地解决了导向轮、方向轮内外侧交替时行程不等的问题，极大的降低了导向系统误差，增强了小车整体的稳定性。
【IPC分类】A63H17-36, A63H31-08, A63H17-00
【公开号】CN104874186
【申请号】CN201510197575
【发明人】张占立, 张明锴, 赵康, 樊阳
【申请人】河南科技大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月24日