一种8字轨迹无碳小车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种三轮结构小车，具体涉及一种“8”字轨迹行走的无碳小车。
【背景技术】
[0002]根据第四届全国大学生综合工程能力竞赛的要求，设计一辆由重力势能驱动的小车，在半张标准乒乓球台上，绕相距一定距离的两个障碍沿“8”字轨迹绕行，绕行时不可以撞到障碍物，不可以掉下球台。
[0003]通过分析现有无碳竞赛车模的公知资料，其有诸多不太完善的地方。首先，现有的动力转换机构是把牵引绳直接缠绕在等径驱动轴上，而小车的启动力矩远大于其运行力矩，这样不仅不利于小车起步，同时也难以保证其运行过程中平稳性；其次，“8”字小车的转向机构大多都是采用曲柄摇杆、凸轮或者槽轮。其中曲柄摇杆机构和槽轮都存在急回特性的缺点，对小车运行过程中的平稳性有较大影响；凸轮可以实现精确控制，但加工成本和难度较大，不便于小车调试与改进。最后，小车各零部件的加工成本较高，且整车质量偏大，不符合大赛无碳、低成本的要求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于根据能量转换原理，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、转向的机械装置。该自行小车在前行时能够自行绕开赛道上设置的障碍物并按一定周期实现“8”字轨迹运行。
[0005]实现上述实用新型的技术方案是:在车架的中、后方位置安装轴承支座，主动轴位于车架后部位置，从动轴位于车架中部位置。同时在主动轴上安装动力调节器。利用单边轴承差速实现小车转向。在整车重心点的位置安装重物支撑杆，在支撑杆顶端安装定滑轮，细绳的一端绕过滑轮通过动力调节器与主动轴固连，另一端与重物相连，将重物的重力势能转换为小车前进的回转力矩。通过主、从动轴上的齿轮和双联齿轮的啮合实现小车的动力传递与自动转向，使小车能自行绕开障碍物并按照一定的周期实现“8”字轨迹前行。
[0006]具体内容是:
[0007]所述的传动机构由一对圆柱直齿齿轮组成，通过齿轮的啮合将重物的重力势能转换为小车前进的动能。并在主动轴上安装动力调节器，不同绕线位置对应不同大小的驱动力矩。同时双联齿轮中的不完全齿轮与转向机构中的齿轮啮合，使连续变化的重力势能间歇性的转换为转向动能。
[0008]所述的转向机构由双联齿轮上的不完全齿轮带动，使与转向机构上齿轮固连的曲柄连杆做间歇摆动，驱动连杆带动前轮交叉做间歇性的周期摆动，从而使小车按照一定的周期实现“8”字轨迹运行。
[0009]本实用新型提出的小车有以下优点:
[0010](1)可以将连续不断的重力势能转换为间歇式的转向动能；
[0011](2)双联齿轮大大简化了小车传动和转向机构的机械结构；
[0012](3)才用曲柄连杆实现转向，不用绕线，方便调试；
[0013](4)主动轴上有动力调节器，保证小车顺利起步，平稳运行；
[0014](5)结构简单，体积小。
【附图说明】
[0015]图1是传动机构的结构示意图
[0016]图2是转向机构的结构示意图
[0017]图3是无碳小车装配示意图
[0018]图中1.主动轮 2.主动轴深沟球轴承3.动力调节器4.小齿轮5.主动轴6.主动轴深沟球轴承7.从动轮8.从动轴深沟球轴承9.从动轴10.双联齿轮11.齿轮12.底板13.转向轮前叉14.转向轮15.摇杆16.连杆17.曲柄18.从动轴深沟球轴承。
【具体实施方式】
[0019]如图3所示，本发明公开的无碳小车将传动机构和转向机构通过一个双联齿轮
(10)巧妙的联合在了一起。将双联齿轮上的完全齿轮(10-2)与从动轴上齿轮(4)相连，提供连续动力。而将不完全齿轮(10-1)与转向机构上齿轮(11)连接，以提供间歇性的转向动力。车体由一个主动后轮(7)驱动前行，一个从动后轮(1)辅助转弯，一个前轮(14)转向。首先，在方型的车体支架(12)上装上两个后轮。其次，在两端连接车轮的主动轴(5)上安装动力调节器(3)和轴承，然后将主动轴(5)上的齿轮(4)与传动机构上的完全齿轮(10-2)相连，具体方式如图1所示。而将不完全齿轮(10-2)与转向机构中的齿轮(11)啮合传动，具体如图2所示。最后，在车身合适的位置安装支撑杆，悬挂重物，以保持平衡。
[0020]其中连接主动轴和转向机构的双联齿轮(10)，是将一个完全齿轮(10-2)和一个不完全齿轮(10-1)固定在一起，使之同步旋转的组合齿轮。实现了由同一个连续动力而分别驱动后轮连续旋转和前轮周期性、间歇性转向，实现“8”字轨迹前行。
[0021]其中的转向机构中，由齿轮传递过来动力带动曲柄连杆中曲柄(17)做圆周运动，利用连杆(16)和摇杆(15)的连接转换，带动前轮(14)左右交叉转向，具体如图2所示。
【主权项】
1.一种“8”字轨迹无碳小车，由动力转换机构、传动机构、转向机构和车架组成，其特征是:在车架上安装重物支撑杆，在支撑杆顶端安装定滑轮，细绳一端连接重物，另一端绕过滑轮通过动力调节器(3)连接主动轴(5)，再通过主动轴上的齿轮(4)连接传动机构、转向机构使小车能自行绕开障碍物并按照一定周期实现“8”字轨迹前行。2.根据权利要求1所述的一种“8”字轨迹无碳小车，其特征是:所述传动机构利用能量转换原理，将物块的重力势能转换为小车的动能，并在安装有车轮(1)的主动轴(5)上安装动力调节器(3)，保证小车顺利起步，平稳运行，实现能量的高效利用。3.根据权利要求1所述的一种“8”字轨迹无碳小车，其特征是:所述转向机构直接由曲柄连杆(15)带动前轮(14)实现转向，同时双联齿轮(10)中不完全齿轮(10-1)和转向机构中的齿轮(11)啮合，保证小车按一定周期实现“8”字轨迹前行。
【专利摘要】本实用新型公开了一种“8”字轨迹无碳小车，由动力转换机构、传动机构、转向机构和车架组成。本实用新型将传动机构和转向机构通过由一个完全齿轮（10-2）和一个不完全齿轮（10-1）组合的双联齿轮（10）巧妙的结合在了一起，如图1所示。在给行走机构提供连续动力的同时，也给转向机构提供间歇性动力，使整车具有很好的紧凑性，大大简化了小车传动和转向机构的机械结构；采用不完全齿轮与曲柄连杆实现转向，具有不用绕线，方便调试的优点；此外，在主动轴上安装有动力调节器，解决了小车顺利起步，平稳运行的问题。整车利用能量转换原理将重物的重力势能转换为小车的动能，使小车能够自行绕开障碍物并按照“8”字轨迹前行。
【IPC分类】A63H17/26, A63H31/08
【公开号】CN204952255
【申请号】CN201520617366
【发明人】郭红利, 张李娴, 薛志, 孟程琳, 方强
【申请人】西北农林科技大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年8月17日