CN110585740A - 一种弯头曲柄滑块机构的s型无碳小车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，属于机械设计技术领域。本发明包括底板装置、大齿轮装置、主动轮装置、从动轮装置、转向装置、推杆装置、前轮装置、支撑装置；大齿轮装置安装在底板装置后部，主动轮装置安装在底板装置一侧，从动轮装置安装在底板装置另一侧，转向装置、推杆装置安装在底板装置上，前轮装置安装在底板装置前部，前轮装置与推杆装置连接，支撑装置安装在底板装置中部。本发明弯头曲柄滑块机构来控制转向能增加小车的转向精度，使小车能精确的完成转向；小车重心更加居中，小车在行走和转弯的过程中重心稳定，能提高小车行走的稳定性；小车易启动行走；小车结构简单、易加工、易组装，便于推广应用。

Description

一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车

技术领域

本发明涉及一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，属于机械设计技术领域。

背景技术

S型无碳小车是以砝码4焦耳的重力势能作为唯一能量转化为小车运动的动能、具有连续躲避障碍物功能轨迹为S形状的三轮结构小车，通过能量的转换可实现小车按照设计者预定的轨迹行驶。从本质上能强化人们对节能减排的理解，但当下的S型无碳小车的转向机构主要以曲柄摇杆的机械结构为主，从而出现了转向机构难以调节，转向不精准，重锤下落过程中易摇摆，行驶轨迹的参数难以计算以及难以优化等问题，致使小车行驶过程中易偏倒，能量传递效率低下，损耗较为严重。

发明内容

发明的目的是提供一种结构简单的弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车车，以解决目前小车在行进过程中易偏倒、重心不稳、S型轨迹不稳定等问题。

本发明按以下技术方案实现：一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，包括底板装置1、大齿轮装置2、主动轮装置3、从动轮装置4、转向装置5、推杆装置6、前轮装置7、支撑装置10；大齿轮装置2安装在底板装置1后部，主动轮装置3安装在底板装置1一侧，从动轮装置4安装在底板装置1另一侧，转向装置5、推杆装置6安装在底板装置1上，前轮装置7安装在底板装置1前部，前轮装置7与推杆装置6连接，支撑装置10安装在底板装置1中部，底板装置1包括轴承座Ⅰ8、 推杆座9、支撑装置10、转向轴承架11、底板12、轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16；轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13平行安装在底座12后部，轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16平行安装在底座12上，支撑装置10安装在底座12中部，推杆座9安装在底座12中部一侧，转向轴承架11安装在底座12前部，轴承座Ⅰ8上开设有轴承孔Ⅱ58，轴承孔Ⅱ58内安设有轴承Ⅱ59，轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16与轴承座Ⅰ8结构相同，推杆座9上部开设有推杆孔60，转向轴承架11中部开设有轴承沉孔68，轴承沉孔68内安设有轴承Ⅲ69，大齿轮装置2包括、螺母Ⅰ18、大齿轮19、绕线轮20、大齿轮轴21、一字转向块22、螺母 Ⅱ23；大齿轮轴21通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13上，大齿轮轴21两端分别开设有螺纹Ⅰ17、螺纹Ⅱ24，大齿轮19通过螺纹Ⅰ17、螺母Ⅰ18安装在大齿轮轴21一端，一字转向块22通过螺母 Ⅱ23、螺纹Ⅱ24安装在大齿轮轴21另一端，绕线轮20安装在大齿轮轴21上，主动轮装置3包括主动轮25、螺母Ⅲ26、主动轮轴27、小齿轮29；主动轮轴27通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅴ16上，主动轮轴27一端上开设有螺纹Ⅲ28，主动轮25通过螺母Ⅲ26、螺纹Ⅲ28配合安装在主动轮轴27一端，小齿轮29安装在主动轮轴27，大齿轮19与小齿轮29配合，从动轮装置4包括从动轮30、螺母Ⅳ31、从动轮轴70；从动轮轴70通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅳ15上，从动轮轴70另一端上开设有螺纹Ⅳ32，从动轮30通过螺母Ⅳ31、螺纹Ⅳ32配合安装在从动轮轴70另一端，转向装置5包括垂直转向块34、螺母Ⅴ35、垂直转向块轴36、螺母Ⅵ37；垂直转向块轴36两端分别开设有螺纹Ⅴ33、螺纹Ⅵ38，垂直转向块轴36通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅲ14上，垂直转向块轴36一端通过螺母Ⅵ37、螺纹Ⅵ38配合固定在轴承座Ⅲ14一侧，垂直转向块34通过螺纹Ⅴ33、螺母Ⅴ35配合安装在垂直转向块轴36另一端，推杆装置6包括推杆39、滑动柱40、连接块42、挡柱Ⅰ44、挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46、挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48；推杆39穿过推杆座9的推杆孔60，挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48分别安装在推杆39后部，挡柱Ⅴ48位于挡柱Ⅳ47后部，挡柱Ⅰ44安装在一字转向块22端部，挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46分别安装在垂直转向块34两端，挡柱Ⅴ48将挡柱Ⅰ44挡在其后部，挡柱Ⅳ47将挡柱Ⅱ45或挡柱Ⅲ46挡在其前部，滑动柱40安装在推杆39前部，连接块42一端开设有回形孔Ⅱ43，连接块42另一端上开设有回形孔Ⅰ41，连接块42一端通过回形孔Ⅱ43与滑动柱40配合连接在滑动柱40上，前轮装置7包括前轮叉49、螺母Ⅶ51、前轮52、前轮轴57；前轮叉49上部设有回形头50，前轮叉49上部穿过转向轴承架11的轴承Ⅲ69，前轮叉49上部通过回形头50、回形孔Ⅰ41配合与连接块42连接，前轮叉49下部开设有U形槽55，前轮轴57两端开设有螺纹Ⅶ56，前轮轴57通过螺纹Ⅶ56与螺母Ⅶ51配合安装在前轮叉49的U形槽55内，前轮52内开设有轴承孔Ⅰ53，轴承孔Ⅰ53内安设有轴承Ⅰ54，前轮52通过轴承Ⅰ54安装在前轮轴57上，支撑装置10包括支撑柱61、三角板62、滑轮架63、螺母Ⅷ65、滑轮轴66、滑轮67；支撑柱61底部安装在底板12上，三角板62安装在支撑柱61顶部，滑轮架63安装在三角板62底部，滑轮轴66两端开设有螺纹Ⅷ64，滑轮轴66通过螺纹Ⅷ64、螺母Ⅷ65配合安装在滑轮架63上。

一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车的工作原理为：用一根细线，一端系在质量为1千克的重锤上，另一端系在绕线轮20上，然后将细线通过滑轮67后绕在绕线轮20上直到重锤底部距离底板12的高度为400毫米为止，然后释放重锤，重锤在重力的作用下会向下运动带动绕线轮20转动，绕线轮20转动带动大齿轮轴21转动，大齿轮轴21转动带动大齿轮19转动，大齿轮19转动会带动小齿轮29转动，小齿轮29转动带动主动轮轴27转动，主动轮轴27转动会带动主动轮25转动，主动轮25转动从动轮30在地面上会跟着转动，这样，小车就可以在地面上运动了，小车的转向，大齿轮轴21转动还会带动一字转向块22转动，一字转向块22上的挡柱Ⅰ44会拨动挡柱Ⅴ48使得推杆39向前移动一段距离，这时挡柱Ⅳ47会拨动挡柱Ⅲ46使得垂直转向块34转动一定的角度，但是挡柱Ⅲ46一直位于挡柱Ⅳ47的右侧，当挡柱Ⅲ46边的一尖端与挡柱Ⅱ45接触后，会拨动垂直转向块34回转，使得推杆39向反方向移动一端距离，一字转向块22一直转动，推杆39就会做来回的平动，推杆39来回平动，前轮52就会做一定角度的来回转动。再加上小车在前进，这样小车就会走出设计者预设的S形轨迹。

本发明具有以下有益效果：

1、弯头曲柄滑块机构来控制转向能增加小车的转向精度，使小车能精确的完成转向；

2、这样设计小车重心更加居中，小车在行走和转弯的过程中重心稳定，能提高小车行走的稳定性；

3、小车易启动行走；

4、小车结构简单、易加工、易组装，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的轴侧结构示意图；

图2为本发明的左视结构示意图；

图3为本发明的底板装置结构示意图；

图4为本发明的大齿轮装置结构示意图；

图5为本发明的主动轮装置结构示意图；

图6为本发明的从动轮装置结构示意图；

图7为本发明的转向装置结构示意图；

图8为本发明的推杆装置结构示意图；

图9为本发明的前轮装置结构示意图；

图10为本发明的轴承座结构示意图；

图11为本发明的推杆座结构示意图；

图12为本发明的支撑装置结构示意图；

图13为本发明的转向轴承架结构示意图。

图中各标号为：1：底板装置、 2：大齿轮装置、 3：主动轮装置、 4：从动轮装置、5：转向装置、 6：推杆装置、7：前轮装置 、8：轴承座Ⅰ、 9：推杆座、10：支撑装置、11：转向轴承架、12：底板、13：轴承座Ⅱ、14：轴承座Ⅲ、15：轴承座Ⅳ、16：轴承座Ⅴ、17：螺纹Ⅰ、18：螺母Ⅰ、19：大齿轮、20：绕线轮、21：大齿轮轴、22：一字转向块、23：螺母 Ⅱ、24：螺纹Ⅱ、25：主动轮、26：螺母Ⅲ、27：主动轮轴、28：螺纹Ⅲ、29：小齿轮、30：从动轮、31：螺母Ⅳ、32：螺纹Ⅳ、33：螺纹Ⅴ、34：垂直转向块、35：螺母Ⅴ、36：垂直转向块轴、37：螺母Ⅵ、38：螺纹Ⅵ、39：推杆、40：滑动柱、41：回形孔Ⅰ、42：连接块、43：回形孔Ⅱ、44：挡柱Ⅰ、45：挡柱Ⅱ、46：挡柱Ⅲ、47：挡柱Ⅳ、48：挡柱Ⅴ、49：前轮叉、50：回形头、51：螺母Ⅶ、52：前轮、53：轴承孔Ⅰ、54：轴承Ⅰ、55：U形槽、56：螺纹Ⅶ、57：前轮轴、58：轴承孔Ⅱ、59：轴承Ⅱ、60：推杆孔、61：支撑柱、62：三角板、63：滑轮架、64：螺纹Ⅷ、65：螺母Ⅷ、66：滑轮轴、67：滑轮、68：轴承沉孔、69：轴承Ⅲ、70：从动轮轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-13所示，一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，包括底板装置1、大齿轮装置2、主动轮装置3、从动轮装置4、转向装置5、推杆装置6、前轮装置7、支撑装置10；大齿轮装置2安装在底板装置1后部，主动轮装置3安装在底板装置1一侧，从动轮装置4安装在底板装置1另一侧，转向装置5、推杆装置6安装在底板装置1上，前轮装置7安装在底板装置1前部，前轮装置7与推杆装置6连接，支撑装置10安装在底板装置1中部，底板装置1包括轴承座Ⅰ8、 推杆座9、支撑装置10、转向轴承架11、底板12、轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16；轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13平行安装在底座12后部，轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16平行安装在底座12上，支撑装置10安装在底座12中部，推杆座9安装在底座12中部一侧，转向轴承架11安装在底座12前部，轴承座Ⅰ8上开设有轴承孔Ⅱ58，轴承孔Ⅱ58内安设有轴承Ⅱ59，轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16与轴承座Ⅰ8结构相同，推杆座9上部开设有推杆孔60，转向轴承架11中部开设有轴承沉孔68，轴承沉孔68内安设有轴承Ⅲ69，大齿轮装置2包括、螺母Ⅰ18、大齿轮19、绕线轮20、大齿轮轴21、一字转向块22、螺母 Ⅱ23；大齿轮轴21通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13上，大齿轮轴21两端分别开设有螺纹Ⅰ17、螺纹Ⅱ24，大齿轮19通过螺纹Ⅰ17、螺母Ⅰ18安装在大齿轮轴21一端，一字转向块22通过螺母 Ⅱ23、螺纹Ⅱ24安装在大齿轮轴21另一端，绕线轮20安装在大齿轮轴21上，主动轮装置3包括主动轮25、螺母Ⅲ26、主动轮轴27、小齿轮29；主动轮轴27通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅴ16上，主动轮轴27一端上开设有螺纹Ⅲ28，主动轮25通过螺母Ⅲ26、螺纹Ⅲ28配合安装在主动轮轴27一端，小齿轮29安装在主动轮轴27，大齿轮19与小齿轮29配合，从动轮装置4包括从动轮30、螺母Ⅳ31、从动轮轴70；从动轮轴70通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅳ15上，从动轮轴70另一端上开设有螺纹Ⅳ32，从动轮30通过螺母Ⅳ31、螺纹Ⅳ32配合安装在从动轮轴70另一端，转向装置5包括垂直转向块34、螺母Ⅴ35、垂直转向块轴36、螺母Ⅵ37；垂直转向块轴36两端分别开设有螺纹Ⅴ33、螺纹Ⅵ38，垂直转向块轴36通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅲ14上，垂直转向块轴36一端通过螺母Ⅵ37、螺纹Ⅵ38配合固定在轴承座Ⅲ14一侧，垂直转向块34通过螺纹Ⅴ33、螺母Ⅴ35配合安装在垂直转向块轴36另一端，推杆装置6包括推杆39、滑动柱40、连接块42、挡柱Ⅰ44、挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46、挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48；推杆39穿过推杆座9的推杆孔60，挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48分别安装在推杆39后部，挡柱Ⅴ48位于挡柱Ⅳ47后部，挡柱Ⅰ44安装在一字转向块22端部，挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46分别安装在垂直转向块34两端，挡柱Ⅴ48将挡柱Ⅰ44挡在其后部，挡柱Ⅳ47将挡柱Ⅱ45或挡柱Ⅲ46挡在其前部，滑动柱40安装在推杆39前部，连接块42一端开设有回形孔Ⅱ43，连接块42另一端上开设有回形孔Ⅰ41，连接块42一端通过回形孔Ⅱ43与滑动柱40配合连接在滑动柱40上，前轮装置7包括前轮叉49、螺母Ⅶ51、前轮52、前轮轴57；前轮叉49上部设有回形头50，前轮叉49上部穿过转向轴承架11的轴承Ⅲ69，前轮叉49上部通过回形头50、回形孔Ⅰ41配合与连接块42连接，前轮叉49下部开设有U形槽55，前轮轴57两端开设有螺纹Ⅶ56，前轮轴57通过螺纹Ⅶ56与螺母Ⅶ51配合安装在前轮叉49的U形槽55内，前轮52内开设有轴承孔Ⅰ53，轴承孔Ⅰ53内安设有轴承Ⅰ54，前轮52通过轴承Ⅰ54安装在前轮轴57上，支撑装置10包括支撑柱61、三角板62、滑轮架63、螺母Ⅷ65、滑轮轴66、滑轮67；支撑柱61底部安装在底板12上，三角板62安装在支撑柱61顶部，滑轮架63安装在三角板62底部，滑轮轴66两端开设有螺纹Ⅷ64，滑轮轴66通过螺纹Ⅷ64、螺母Ⅷ65配合安装在滑轮架63上。

Claims (1)

1.一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，其特征在于：包括底板装置（1）、大齿轮装置（2）、主动轮装置（3）、从动轮装置（4）、转向装置（5）、推杆装置（6）、前轮装置（7）、支撑装置（10）；大齿轮装置（2）安装在底板装置（1）后部，主动轮装置（3）安装在底板装置（1）一侧，从动轮装置（4）安装在底板装置（1）另一侧，转向装置（5）、推杆装置（6）安装在底板装置（1）上，前轮装置（7）安装在底板装置（1）前部，前轮装置（7）与推杆装置（6）连接，支撑装置（10）安装在底板装置（1）中部，底板装置（1）包括轴承座Ⅰ（8）、 推杆座（9）、支撑装置（10）、转向轴承架（11）、底板（12）、轴承座Ⅱ（13）、轴承座Ⅲ（14）、轴承座Ⅳ（15）、轴承座Ⅴ（16）；轴承座Ⅰ（8）、轴承座Ⅱ（13）平行安装在底座（12）后部，轴承座Ⅳ（15）、轴承座Ⅴ（16）平行安装在底座（12）上，支撑装置（10）安装在底座（12）中部，推杆座（9）安装在底座（12）中部一侧，转向轴承架（11）安装在底座（12）前部，轴承座Ⅰ（8）上开设有轴承孔Ⅱ（58），轴承孔Ⅱ（58）内安设有轴承Ⅱ（59），轴承座Ⅱ（13）、轴承座Ⅲ（14）、轴承座Ⅳ（15）、轴承座Ⅴ（16）与轴承座Ⅰ（8）结构相同，推杆座（9）上部开设有推杆孔（60），转向轴承架（11）中部开设有轴承沉孔（68），轴承沉孔（68）内安设有轴承Ⅲ（69），大齿轮装置（2）包括、螺母Ⅰ（18）、大齿轮（19）、绕线轮（20）、大齿轮轴（21）、一字转向块（22）、螺母 Ⅱ（23）；大齿轮轴（21）通过轴承Ⅱ（59）安装在轴承座Ⅰ（8）、轴承座Ⅱ（13）上，大齿轮轴（21）两端分别开设有螺纹Ⅰ（17）、螺纹Ⅱ（24），大齿轮（19）通过螺纹Ⅰ（17）、螺母Ⅰ（18）安装在大齿轮轴（21）一端，一字转向块（22）通过螺母 Ⅱ（23）、螺纹Ⅱ（24）安装在大齿轮轴（21）另一端，绕线轮（20）安装在大齿轮轴（21）上，主动轮装置（3）包括主动轮（25）、螺母Ⅲ（26）、主动轮轴（27）、小齿轮（29）；主动轮轴（27）通过轴承Ⅱ（59）安装在轴承座Ⅴ（16）上，主动轮轴（27）一端上开设有螺纹Ⅲ（28），主动轮（25）通过螺母Ⅲ（26）、螺纹Ⅲ（28）配合安装在主动轮轴（27）一端，小齿轮（29）安装在主动轮轴（27），大齿轮（19）与小齿轮（29）配合，从动轮装置（4）包括从动轮（30）、螺母Ⅳ（31）、从动轮轴（70）；从动轮轴（70）通过轴承Ⅱ（59）安装在轴承座Ⅳ（15）上，从动轮轴（70）另一端上开设有螺纹Ⅳ（32），从动轮（30）通过螺母Ⅳ（31）、螺纹Ⅳ（32）配合安装在从动轮轴（70）另一端，转向装置（5）包括垂直转向块（34）、螺母Ⅴ（35）、垂直转向块轴（36）、螺母Ⅵ（37）；垂直转向块轴（36）两端分别开设有螺纹Ⅴ（33）、螺纹Ⅵ（38），垂直转向块轴（36）通过轴承Ⅱ（59）安装在轴承座Ⅲ（14）上，垂直转向块轴（36）一端通过螺母Ⅵ（37）、螺纹Ⅵ（38）配合固定在轴承座Ⅲ（14）一侧，垂直转向块（34）通过螺纹Ⅴ（33）、螺母Ⅴ（35）配合安装在垂直转向块轴（36）另一端，推杆装置（6）包括推杆（39）、滑动柱（40）、连接块（42）、挡柱Ⅰ（44）、挡柱Ⅱ（45）、挡柱Ⅲ（46）、挡柱Ⅳ（47）、挡柱Ⅴ（48）；推杆（39）穿过推杆座（9）的推杆孔（60），挡柱Ⅳ（47）、挡柱Ⅴ（48）分别安装在推杆（39）后部，挡柱Ⅴ（48）位于挡柱Ⅳ（47）后部，挡柱Ⅰ（44）安装在一字转向块（22）端部，挡柱Ⅱ（45）、挡柱Ⅲ（46）分别安装在垂直转向块（34）两端，挡柱Ⅴ（48）将挡柱Ⅰ（44）挡在其后部，挡柱Ⅳ（47）将挡柱Ⅱ（45）或挡柱Ⅲ（46）挡在其前部，滑动柱（40）安装在推杆（39）前部，连接块（42）一端开设有回形孔Ⅱ（43），连接块（42）另一端上开设有回形孔Ⅰ（41），连接块（42）一端通过回形孔Ⅱ（43）与滑动柱（40）配合连接在滑动柱（40）上，前轮装置（7）包括前轮叉（49）、螺母Ⅶ（51）、前轮（52）、前轮轴（57）；前轮叉（49）上部设有回形头（50），前轮叉（49）上部穿过转向轴承架（11）的轴承Ⅲ（69），前轮叉（49）上部通过回形头（50）、回形孔Ⅰ（41）配合与连接块（42）连接，前轮叉（49）下部开设有U形槽（55），前轮轴（57）两端开设有螺纹Ⅶ（56），前轮轴（57）通过螺纹Ⅶ（56）与螺母Ⅶ（51）配合安装在前轮叉（49）的U形槽（55）内，前轮（52）内开设有轴承孔Ⅰ（53），轴承孔Ⅰ（53）内安设有轴承Ⅰ（54），前轮（52）通过轴承Ⅰ（54）安装在前轮轴（57）上，支撑装置（10）包括支撑柱（61）、三角板（62）、滑轮架（63）、螺母Ⅷ（65）、滑轮轴（66）、滑轮（67）；支撑柱（61）底部安装在底板（12）上，三角板（62）安装在支撑柱（61）顶部，滑轮架（63）安装在三角板（62）底部，滑轮轴（66）两端开设有螺纹Ⅷ（64），滑轮轴（66）通过螺纹Ⅷ（64）、螺母Ⅷ（65）配合安装在滑轮架（63）上。