一種8字軌跡無碳小車的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種三輪結構小車，具體涉及一種“8”字軌跡行走的無碳小車。
【背景技術】
[0002]根據(jù)第四屆全國大學生綜合工程能力競賽的要求，設計一輛由重力勢能驅動的小車，在半張標準乒乓球臺上，繞相距一定距離的兩個障礙沿“8”字軌跡繞行，繞行時不可以撞到障礙物，不可以掉下球臺。
[0003]通過分析現(xiàn)有無碳競賽車模的公知資料，其有諸多不太完善的地方。首先，現(xiàn)有的動力轉換機構是把牽引繩直接纏繞在等徑驅動軸上，而小車的啟動力矩遠大于其運行力矩，這樣不僅不利于小車起步，同時也難以保證其運行過程中平穩(wěn)性；其次，“8”字小車的轉向機構大多都是采用曲柄搖桿、凸輪或者槽輪。其中曲柄搖桿機構和槽輪都存在急回特性的缺點，對小車運行過程中的平穩(wěn)性有較大影響；凸輪可以實現(xiàn)精確控制，但加工成本和難度較大，不便于小車調試與改進。最后，小車各零部件的加工成本較高，且整車質量偏大，不符合大賽無碳、低成本的要求。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于根據(jù)能量轉換原理，設計一種可將該重力勢能轉換為機械能并可用來驅動小車行走、轉向的機械裝置。該自行小車在前行時能夠自行繞開賽道上設置的障礙物并按一定周期實現(xiàn)“8”字軌跡運行。
[0005]實現(xiàn)上述實用新型的技術方案是:在車架的中、后方位置安裝軸承支座，主動軸位于車架后部位置，從動軸位于車架中部位置。同時在主動軸上安裝動力調節(jié)器。利用單邊軸承差速實現(xiàn)小車轉向。在整車重心點的位置安裝重物支撐桿，在支撐桿頂端安裝定滑輪，細繩的一端繞過滑輪通過動力調節(jié)器與主動軸固連，另一端與重物相連，將重物的重力勢能轉換為小車前進的回轉力矩。通過主、從動軸上的齒輪和雙聯(lián)齒輪的嚙合實現(xiàn)小車的動力傳遞與自動轉向，使小車能自行繞開障礙物并按照一定的周期實現(xiàn)“8”字軌跡前行。
[0006]具體內容是:
[0007]所述的傳動機構由一對圓柱直齒齒輪組成，通過齒輪的嚙合將重物的重力勢能轉換為小車前進的動能。并在主動軸上安裝動力調節(jié)器，不同繞線位置對應不同大小的驅動力矩。同時雙聯(lián)齒輪中的不完全齒輪與轉向機構中的齒輪嚙合，使連續(xù)變化的重力勢能間歇性的轉換為轉向動能。
[0008]所述的轉向機構由雙聯(lián)齒輪上的不完全齒輪帶動，使與轉向機構上齒輪固連的曲柄連桿做間歇擺動，驅動連桿帶動前輪交叉做間歇性的周期擺動，從而使小車按照一定的周期實現(xiàn)“8”字軌跡運行。
[0009]本實用新型提出的小車有以下優(yōu)點:
[0010](1)可以將連續(xù)不斷的重力勢能轉換為間歇式的轉向動能；
[0011](2)雙聯(lián)齒輪大大簡化了小車傳動和轉向機構的機械結構；
[0012](3)才用曲柄連桿實現(xiàn)轉向，不用繞線，方便調試；
[0013](4)主動軸上有動力調節(jié)器，保證小車順利起步，平穩(wěn)運行；
[0014](5)結構簡單，體積小。
【附圖說明】
[0015]圖1是傳動機構的結構示意圖
[0016]圖2是轉向機構的結構示意圖
[0017]圖3是無碳小車裝配示意圖
[0018]圖中1.主動輪 2.主動軸深溝球軸承3.動力調節(jié)器4.小齒輪5.主動軸6.主動軸深溝球軸承7.從動輪8.從動軸深溝球軸承9.從動軸10.雙聯(lián)齒輪11.齒輪12.底板13.轉向輪前叉14.轉向輪15.搖桿16.連桿17.曲柄18.從動軸深溝球軸承。
【具體實施方式】
[0019]如圖3所示，本發(fā)明公開的無碳小車將傳動機構和轉向機構通過一個雙聯(lián)齒輪
(10)巧妙的聯(lián)合在了一起。將雙聯(lián)齒輪上的完全齒輪(10-2)與從動軸上齒輪(4)相連，提供連續(xù)動力。而將不完全齒輪(10-1)與轉向機構上齒輪(11)連接，以提供間歇性的轉向動力。車體由一個主動后輪(7)驅動前行，一個從動后輪(1)輔助轉彎，一個前輪(14)轉向。首先，在方型的車體支架(12)上裝上兩個后輪。其次，在兩端連接車輪的主動軸(5)上安裝動力調節(jié)器(3)和軸承，然后將主動軸(5)上的齒輪(4)與傳動機構上的完全齒輪(10-2)相連，具體方式如圖1所示。而將不完全齒輪(10-2)與轉向機構中的齒輪(11)嚙合傳動，具體如圖2所示。最后，在車身合適的位置安裝支撐桿，懸掛重物，以保持平衡。
[0020]其中連接主動軸和轉向機構的雙聯(lián)齒輪(10)，是將一個完全齒輪(10-2)和一個不完全齒輪(10-1)固定在一起，使之同步旋轉的組合齒輪。實現(xiàn)了由同一個連續(xù)動力而分別驅動后輪連續(xù)旋轉和前輪周期性、間歇性轉向，實現(xiàn)“8”字軌跡前行。
[0021]其中的轉向機構中，由齒輪傳遞過來動力帶動曲柄連桿中曲柄(17)做圓周運動，利用連桿(16)和搖桿(15)的連接轉換，帶動前輪(14)左右交叉轉向，具體如圖2所示。
【主權項】
1.一種“8”字軌跡無碳小車，由動力轉換機構、傳動機構、轉向機構和車架組成，其特征是:在車架上安裝重物支撐桿，在支撐桿頂端安裝定滑輪，細繩一端連接重物，另一端繞過滑輪通過動力調節(jié)器(3)連接主動軸(5)，再通過主動軸上的齒輪(4)連接傳動機構、轉向機構使小車能自行繞開障礙物并按照一定周期實現(xiàn)“8”字軌跡前行。2.根據(jù)權利要求1所述的一種“8”字軌跡無碳小車，其特征是:所述傳動機構利用能量轉換原理，將物塊的重力勢能轉換為小車的動能，并在安裝有車輪(1)的主動軸(5)上安裝動力調節(jié)器(3)，保證小車順利起步，平穩(wěn)運行，實現(xiàn)能量的高效利用。3.根據(jù)權利要求1所述的一種“8”字軌跡無碳小車，其特征是:所述轉向機構直接由曲柄連桿(15)帶動前輪(14)實現(xiàn)轉向，同時雙聯(lián)齒輪(10)中不完全齒輪(10-1)和轉向機構中的齒輪(11)嚙合，保證小車按一定周期實現(xiàn)“8”字軌跡前行。
【專利摘要】本實用新型公開了一種“8”字軌跡無碳小車，由動力轉換機構、傳動機構、轉向機構和車架組成。本實用新型將傳動機構和轉向機構通過由一個完全齒輪（10-2）和一個不完全齒輪（10-1）組合的雙聯(lián)齒輪（10）巧妙的結合在了一起，如圖1所示。在給行走機構提供連續(xù)動力的同時，也給轉向機構提供間歇性動力，使整車具有很好的緊湊性，大大簡化了小車傳動和轉向機構的機械結構；采用不完全齒輪與曲柄連桿實現(xiàn)轉向，具有不用繞線，方便調試的優(yōu)點；此外，在主動軸上安裝有動力調節(jié)器，解決了小車順利起步，平穩(wěn)運行的問題。整車利用能量轉換原理將重物的重力勢能轉換為小車的動能，使小車能夠自行繞開障礙物并按照“8”字軌跡前行。
【IPC分類】A63H17/26, A63H31/08
【公開號】CN204952255
【申請?zhí)枴緾N201520617366
【發(fā)明人】郭紅利, 張李嫻, 薛志, 孟程琳, 方強
【申請人】西北農(nóng)林科技大學
【公開日】2016年1月13日
【申請日】2015年8月17日