一种按指定路线行进的太阳能小车及其控制方法

本发明涉及绿色环保型载具，尤其涉及一种按指定路线行进的太阳能小车及其控制方法。

背景技术：

1、随着科技进步，人们生活也开始有飞跃的提升，尤其是电子商务的普及，物流搬运行业也飞速发展，但是，在货物的搬运中，大部分劳动仍然需要人工来完成，有些搬运工作也会存在一定的危险，并且随着搬运次数的增加，工人容易疲劳，因此部分搬运工作通过小车来完成，但是现有的搬运小车一般需要人工来推动，工人的劳动强度较大，而且频繁的作业工人容易疲劳，而部分电动的搬运小车，需要随车由人工进行操控，当不小心出现操作失误时，容易造成工人受伤或物品破损，安全性较差，并且电能消耗巨大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种按指定路线行进的太阳能小车及其控制方法，该太阳能小车及其控制方法旨在解决现有技术下人工搬运易疲劳，而电动搬运，容易造成工人受伤或物品破损，并且电能消耗巨大的技术问题。

2、本发明的技术方案为：一种按指定路线行进的太阳能小车，包括有上盖；还包括有外框、底板、马达架、电动马达、第一固定环、长轴、主动车轮、短轴、凸轮轴、主动齿轮、大齿轮、小齿轮、第一传动齿轮、第二传动齿轮、第三传动齿轮、传动凸轮、转向微调机构、微分头、顶针、前轮组件和pcb电池支架；上盖下端固定连接有外框；外框下端固定连接有底板；底板上端安装有马达架；马达架内安装有电动马达；外框内侧从后往前依次转动连接有长轴、短轴和凸轮轴；长轴外侧安装有前后对称分布的主动车轮；长轴外侧安装有用于固定主动车轮的第一固定环；电动马达输出轴外侧安装有主动齿轮；长轴外侧安装有大齿轮和小齿轮；短轴外侧安装有第一传动齿轮和第二传动齿轮；凸轮轴外侧安装有第三传动齿轮和传动凸轮；底板上端安装有转向微调机构；转向微调机构外侧安装有微分头和顶针；底板下端转动连接有与转向微调机构相连的前轮组件；外框上端固定连接有pcb电池支架。

3、作为优选，转向微调机构包括法兰微调器；法兰微调器内转动连接有微调轴；法兰微调器外侧固定连接有固定座；微调轴外侧固定连接有顶针；法兰微调器上端安装有第二固定环，通过微分头调整顶针的距离，从而确保顶针与传动凸轮接触，避免顶针与传动凸轮位置不接触，而造成空行程，使小车移动时造成误差。

4、作为优选，前轮组件包括转动轴；转动轴下端转动连接有与底板相连的安装支架；转动轴下端固定连接有前轮本体；转动轴与微调轴固定连接，通过前轮本体的旋转，实现前进方向的调整。

5、作为优选，主动车轮设置有2个，主动车轮采用单轮驱动形式，其中一个主动车轮与电动马达输出轴相连，另一个主动车轮浮动在长轴上，不参与传动关系，从而可以降低能耗，减少传动路径中的能量损伤。

6、作为优选，传动凸轮通过轴承安装于外框的外侧，外框与传动凸轮之间的间隙不少于1cm，确保传动凸轮的稳固性，同时传动凸轮与外框之间没有运动阻碍。

7、作为优选，微分头和顶针向外框外延伸，微分头旋转一周移动的距离为0.01mm；顶针端头采用曲面设计，顶针绕z轴作回转运动，由于顶针传动前面是一个传动比很大的轮系，考虑到力学角度，这会使在顶针的力矩会非常大，普通的尖头顶针承受不了这么大的力，会造成不必要的磨损以及成本损失，因此顶针端头采用曲面设计，可以减低磨损。

8、作为优选，底板离地面的距离为10±0.5cm；主动齿轮和大齿轮啮合连接；小齿轮和第一传动齿轮啮合连接；第二传动齿轮和第三传动齿轮啮合连接，降低小车的重心，避免发生侧翻的情况。

9、作为优选，pcb电池支架内安装有太阳能板，太阳能板与电动马达电性连接，通过太阳能板向电动马达供电，提供太阳能小车移动时所需的电能。

10、一种按指定路线行进的太阳能小车控制方法，其包括如上述所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其步骤如下：

11、步骤一：根据路线长度确定主动车轮直径，然后确定传动比，创建小车行走路线模型，仿真采取路线点集，同时结合小车结构生成传动凸轮形状数据，将配件组装，最后将太阳能电池板装入pcb电池支架内，并将太阳能板与电动马达电性连接，确保对电动马达的正常供电，得到太阳能小车；

12、步骤二：旋转微分头，顶针用来调整顶针的位置，确保顶针与传动凸轮的正常接触；

13、步骤三：待搬运的重物放在太阳能小车上，电动马达启动，带动主动齿轮旋转，由于主动齿轮和大齿轮啮合，将电动马达的动力传递给长轴，驱动长轴旋转，而小齿轮安装在长轴外侧，因此小齿轮同步旋转，小齿轮与第一传动齿轮啮合，将动力传递给短轴，短轴外侧的第二传动齿轮同步旋转，经过第二传动齿轮和第三传动齿轮的啮合，将动力传递给凸轮轴，凸轮轴外侧的传动凸轮旋转，传动凸轮进行旋转时，不规则的外圆周会一直顶动顶针，使顶针绕z轴回转，以实现回转功能，由于电动马达与一侧的主动车轮相连，随着主动车轮的滚动，实现太阳能小车的运动，同时在顶针的作用下，控制前轮组件的方向发生变化，从而起到转向的作用，实现从a点到b点的搬运作业。

14、本发明的有益效果：

15、1、能按指定路线移动，既能代替人工劳动，将搬重物从一处地搬到另一处，也不会因为操作失误导致工人受伤或重物破损，有效降低事故发生频率，不需要人工作业，减轻工人的工作量，采用太阳能作为动力源，更加绿色环保，减少电能的消耗，具有极大的应用前景和优越的应用价值，并且重心压低，不容易发生侧翻的情况；

16、2、pcb电池支架内安装有太阳能板，用于提供小车所需的电能，由于太阳能是一种可再生能源，因此更加节能环保，通过传动凸轮得到指定的路线，不需要人工控制，不会出现因操作失误而导致的安全隐患，并且对重物的搬运更加简便。

技术特征：

1.一种按指定路线行进的太阳能小车，包括有上盖(1)；其特征在于：还包括有外框(2)、底板(3)、马达架(4)、电动马达(5)、第一固定环(6)、长轴(7)、主动车轮(8)、短轴(9)、凸轮轴(10)、主动齿轮(11)、大齿轮(12)、小齿轮(13)、第一传动齿轮(14)、第二传动齿轮(15)、第三传动齿轮(16)、传动凸轮(17)、转向微调机构(18)、微分头(19)、顶针(20)、前轮组件(21)和pcb电池支架(22)；上盖(1)下端固定连接有外框(2)；外框(2)下端固定连接有底板(3)；底板(3)上端安装有马达架(4)；马达架(4)内安装有电动马达(5)；外框(2)内侧从后往前依次转动连接有长轴(7)、短轴(9)和凸轮轴(10)；长轴(7)外侧安装有前后对称分布的主动车轮(8)；长轴(7)外侧安装有用于固定主动车轮(8)的第一固定环(6)；电动马达(5)输出轴外侧安装有主动齿轮(11)；长轴(7)外侧安装有大齿轮(12)和小齿轮(13)；短轴(9)外侧安装有第一传动齿轮(14)和第二传动齿轮(15)；凸轮轴(10)外侧安装有第三传动齿轮(16)和传动凸轮(17)；底板(3)上端安装有转向微调机构(18)；转向微调机构(18)外侧安装有微分头(19)和顶针(20)；

2.根据权利要求1所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其特征在于：转向微调机构(18)包括法兰微调器(181)；法兰微调器(181)内转动连接有微调轴(182)；法兰微调器(181)外侧固定连接有固定座(183)；微调轴(182)外侧固定连接有顶针(20)；法兰微调器(181)上端安装有第二固定环(184)。

3.根据权利要求2所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其特征在于：前轮组件(21)包括转动轴(211)；转动轴(211)下端转动连接有与底板(3)相连的安装支架(212)；转动轴(211)下端固定连接有前轮本体(213)；

4.根据权利要求1所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其特征在于：主动车轮(8)设置有2个，主动车轮(8)采用单轮驱动形式，其中一个主动车轮(8)与电动马达(5)输出轴相连，另一个主动车轮(8)浮动在长轴(7)上，不参与传动关系。

5.根据权利要求1所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其特征在于：传动凸轮(17)通过轴承安装于外框(2)的外侧，外框(2)与传动凸轮(17)之间的间隙不少于1cm。

6.根据权利要求1所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其特征在于：微分头(19)和顶针(20)向外框(2)外延伸，微分头(19)旋转一周移动的距离为0.01mm；顶针(20)端头采用曲面设计，顶针(20)绕z轴作回转运动。

7.根据权利要求1所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其特征在于：底板(3)离地面的距离为10±0.5cm；主动齿轮(11)和大齿轮(12)啮合连接；小齿轮(13)和第一传动齿轮(14)啮合连接；第二传动齿轮(15)和第三传动齿轮(16)啮合连接。

8.根据权利要求1所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其特征在于：pcb电池支架(22)内安装有太阳能板，太阳能板与电动马达(5)电性连接。

9.一种按指定路线行进的太阳能小车控制方法，其特征在于包括根据权利要求1-8所述的一种按指定路线行进的太阳能小车，其步骤如下：

技术总结
本发明涉及绿色环保型载具技术领域，尤其涉及一种按指定路线行进的太阳能小车及其控制方法。技术问题：该太阳能小车及其控制方法旨在解决现有技术下人工搬运易疲劳，而电动搬运，容易造成工人受伤或物品破损，并且电能消耗巨大的技术问题。技术方案：一种按指定路线行进的太阳能小车，包括有上盖；还包括有外框、长轴、主动车轮和PCB电池支架。本发明能按指定路线移动，既能代替人工劳动，将搬重物从一处地搬到另一处，也不会因为操作失误导致工人受伤或重物破损，有效降低事故发生频率，不需要人工作业，减轻工人的工作量，采用太阳能作为动力源，更加绿色环保，减少电能的消耗，具有极大的应用前景和优越的应用价值，不容易发生侧翻的情况。

技术研发人员：王锋锋,周金宇,姜玉东
受保护的技术使用者：金陵科技学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12