一种可适应不同杆距s形路径的无碳小车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种无碳小车，具体是一种可适应不同杆距S形路径的无碳小车。
【背景技术】
[0002]无碳小车是一种利用重力势能为唯一能量的、具有连续避障功能的三轮小车。其原理是将重物提升到指定高度，重物在重力作用下自行下落，系在重物上的柔性线绳通过安装在滑轮座上的滑轮改变拉力的方向，线绳的另一端缠绕在驱动机构上，再通过传动机构将运动传递到后轮轴，驱动后轮转动，从而完成小车的前进动作；转向机构用来使前轮按照正弦周期向左或向右转动，使小车走出S形路径而避开按一定间距设置的障碍杆，由于重力势能为唯一能量，因此转向机构完成动作的能量没有其他来源，必须与驱动机构相关联来获取能量。
[0003]CN 104436674 A公开了一种S形路径行走的换挡变距无碳小车，技术方案是:包括车架和设置在车架上的驱动机构、传动机构、转向机构和换挡变距机构；驱动机构通过柔性线绳与传动机构连接，传动机构通过轴承座固定在车架上，并通过卷筒轴与转向机构连接，小车前轮采用单边支撑的方式，设有角度微调机构与转向机构刚性连接。所述转向机构包括位于后轮一端的调节座和位于前轮一端的水平调节块，调节座通过螺杆连接关节轴承并通过关节轴承连接水平调节块；调节座上有呈腰型的孔，在该孔中放入连接轴，通过调整连接轴在孔内的位置，来实现小车在行走过程中角度摆动幅度的调整；水平调节块可调节前轮的最大摆动角度，并起到微调小车运行周期的作用。小车行走过程中的转向及角度微调功能，主要通过调节座、螺杆和水平调节块来实现。所述换挡变距机构由相互啮合齿轮一和从动齿轮一、齿轮二和从动齿轮二而构成，通过不同的齿轮传动比来调节小车完成单周期S型路径行走的路程，从而实现小车大变距绕障的功能。
[0004]为了适应S型路径的不同的单周期长度即杆距，上述的S形路径行走的换挡变距无碳小车，在改变传动比时需要换挡，因而必须设置换挡装置；另外为使两侧车轮转速不同而实现小车平稳转向，需要使用差速器，因而上述已有技术结构较为复杂。
【实用新型内容】
[0005]为了克服已有技术的不足，方便调节多种传动比，同时便于拆装和调试，本实用新型提供一种可适应不同杆距S形路径的无碳小车。
[0006]通过以下的技术方案实现本实用新型的目的。
[0007]一种可适应不同杆距S形路径的无碳小车，包括对后轮进行驱动的驱动机构、控制前轮转向的转向机构和为适应不同杆距而设置的变距机构，对现有技术作出的改进之处在于:在驱动机构的主齿轮上设置偏心顶柱；所述转向机构由后顶杆、前顶杆、推杆、调节盘、推杆弹簧和前轮轴弹簧构成，后顶杆安置在推杆后端，推杆前端连接调节盘，前顶杆设置在调节盘的边缘位置；前顶杆由于前轮轴弹簧的作用而与前轮轴保持接触，后顶杆由于推杆弹簧的作用而与偏心顶柱保持接触；转向机构安置在固定于车身底板的托架上，托架设置用于推杆在其中滑动的滑座，前轮轴弹簧和推杆弹簧的固定点位于滑座上；所述变距机构包括驱动机构的主齿轮、带动后轮转动的从齿轮以及位于主齿轮和从齿轮之间的位置可调的调节齿轮，主齿轮啮合着调节齿轮，调节齿轮啮合着从齿轮。
[0008]与已有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0009]其转向机构工作原理是在驱动机构的主齿轮转动时，固定主齿轮上的偏心顶柱随之作圆周运动，推动与其接触的后顶杆作前后直线运动，带动推杆滑动，推杆使得调节盘及固定在调节盘上的前顶杆一起作前后直线运动，带动与前顶杆接触的前轮轴摆动，从而完成小车的转向动作；因为前顶杆由于前轮轴弹簧的作用而与前轮轴保持接触，后顶杆由于推杆弹簧的作用而与偏心顶柱保持接触，所以保持前顶杆与前轮轴之间无间隙，也可以保持后顶杆与顶柱之间无间隙，使得转向平稳，保持了正弦机构的优点，在保证加工精度和装配精度的情况下，可使小车按标准的“S”形轨迹行驶，而不需要再调节找出平衡位置。
[0010]相对于其他形式的传统的转向机构:曲柄滑块机构和空间四连杆机构，本实用新型克服了前者的间隙较大带来的转向不平稳的缺点，也解决了后者结构复杂带来的调节平衡比较困难的缺陷。
[0011]其变距机构为适应不同的杆距，只需要更换一个从齿轮，并调整调节齿轮的位置使三个齿轮啮合即可(主齿轮、调节齿轮和从齿轮)，传动比调节容易，操作简单可靠，而且没有空闲的齿轮，也不设置行走时用不到的换挡机构，结构简化，便于拆装和调试，重量轻，消耗能量少。
[0012]已有技术的其他形式的变距机构包括:①更换轮子，但是一次要换三个轮子，操作太复杂，且需要准备多组轮子，浪费材料；②更换齿轮，但是必须要调节齿轮的间距，不易操作。而本实用新型不更换轮子，也不需要调节齿轮间距，操作更加简单可靠，用时较少。
[0013]在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
[0014]进一步，为了更好地完成转向和调节小车行走路线，本实用新型还包括设置使转向机构横向移动的横向调节机构。更进一步所述横向调节机构包括在滑座与托架之间设置溜板，滑座安置在溜板上，托架上设置用于调节溜板横向移动的装置。作为优选，调节溜板横向移动的装置选用丝杆装置。通过横向调节机构使转向机构横向移动，改变前顶杆与前轮轴的接触位置，以改变前轮摆角的大小，从而调节小车行走路线的振幅，实现对小车行走路线的精准微调。
[0015]进一步，同样也是为了更好地完成转向和调节小车行走路线，本实用新型还包括在调节盘上开有微调槽，推杆前端与调节盘的连接点位于该微调槽中。将推杆前端与调节盘的连接点置于该微调槽中的不同位置，可以调节推杆的行程长度，调节前顶杆与推杆的相对位置，也可改变前轮摆角的大小，实现小车行走路线的精准微调。
[0016]也就是说，本实用新型通过设置使转向机构横向移动的横向调节机构，以及在调节盘上开有微调槽，采取两个不同的措施，为实现小车行走路线的精准而提供了双重保障。
[0017]进一步，本实用新型在后轮与后轮轴之间装有单向轴承，可以使小车在转弯过程中实现两个后轮的差速。这比已有技术使用差速器更加简单。
[0018]本实用新型所述的推杆弹簧和前轮轴弹簧均选用弹簧片。
[0019]为了可靠地无间隙地调整调节齿轮的位置，使调节齿轮与主齿轮、从齿轮更好地啮合，本实用新型中，调节齿轮安置在机架上的条形槽中。
[0020]无碳小车竞赛赛道如图4所示。赛道宽度为2米，在无碳小车M所在处的起点前方，赛道中线等距离摆放障碍杆(图中的A、B、C、D)，起点距第一个障碍杆的间距与各障碍杆的间距相同，杆为直径20mm、高200mm的圆棒。赛制规定，杆距在700?1300mm范围内，但是对每一个选手而言，具体的杆距事先不得而知，需经现场公开抽签随机决定，并且规定在赛前只有I小时时间对小车进行装配和调试。为完成比赛并取得好成绩，无碳小车必须设计合理，结构简单，拆装方便，便于调试，运行平稳，行走平稳，转向可靠，能量利用率高。本实用新型的可适应不同杆距S形路径的无碳小车，其采用双滑轮、采用调节齿轮的变距机构、采用推动式的转向机构、以及使用弹簧的作用使得前顶杆与前轮轴保持良好接触、后顶杆与偏心顶柱保持良好接触，和采用横向调节机构和微调槽进行双重保障微调转向等诸多技术特征，确保可以顺利完成比赛并取得好成绩。
[0021]本实用新型的无碳小车，也适宜于其他在没有能源供给的情况下自动避障行走，以完成特定的任务。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的无碳小车的示意图。
[0023]图2是未装配立柱的无碳小车车体图。
[0024]图3