CN111760304B - 一种无碳小车变矩启动及调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无碳小车启动加力装置，包括U形支架、转轴、加力板、两个单向轴承、输出绕线筒、两个双向轴承、输入绕线筒、定滑轮和定滑轮安装轴；加力板上设有用于安装第一单向轴承的安装孔，安装孔内设有供转轴穿过的通孔；输出绕线筒通过一个双向轴承设置在转轴上，两端分别通过两个单向轴承和输入绕线筒、加力板相连；转轴两端分别和U形支架相连；定滑轮安装轴平行于转轴设置，一端和加力板固连；定滑轮通过另一个双向转轴固定在定滑轮安装轴上，和输入绕线筒相对应。本发明便于安装、使用，可实现快速的启动力矩调节与砝码高度调节。

Description

一种无碳小车变矩启动及调节装置

技术领域

本发明涉及无碳小车启动和调节领域，尤其涉及一种无碳小车变矩启动及调节装置。

背景技术

无碳小车是一种利用一定质量的砝码拉至一定高度后所具有的重力势能作为能量驱动，按照预定要求路线运动的机械小车。砝码的重力势能通过能量转换机构、传动机构带动小车行驶。现有相关技术通常在无碳小车顶部装定滑轮。将砝码所受重力通过绳轮结构带动小车绕线轴旋转，再由绕线轴上齿轮带动转向结构驱动轮，使得小车能够按照要求轨迹行驶。此同类方法局限在于，为无碳小车启动和行驶两个过程提供的动力保持不变，使得设计时需按照小车所需启动的最小动力为下限进行，使得小车正常行驶时存在能量浪费。也有设计者采用其他结构为小车启动提供一个定力矩，不便于根据比赛场地和小车装配状况进行调节使得能量浪费，甚至影响小车启动效果，从而影响比赛结果。同时，砝码高度的调节对于小车本身调节状态有所影响，使得小车出发时的位置调节、与砝码高度调节要求同时满足难度较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种无碳小车变矩启动及调节装置。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种无碳小车变矩启动及调节装置，包括支架、转轴、加力板、第一单向轴承、输出绕线筒、第一双向轴承、第二单向轴承、输入绕线筒、定滑轮、第二双向轴承和定滑轮安装轴；

所述支架呈U字形，包含底板、第一侧板和第二侧板，所述底板的两端分别和所述第一侧板的底端、第二侧板的底端垂直固连；所述底板和无碳小车固连；

所述输出绕线筒、输入绕线筒均呈圆筒状；

所述加力板上设有用于安装第一单向轴承的安装孔，且安装孔内设有供所述转轴穿过的通孔；

所述转轴一端和所述第一侧板的顶端固连，另一端依次穿过加力板上的通孔、第一单向轴承的内圈、第一双向轴承的内圈、第二单向轴承的内圈、输入绕线筒后和所述第二侧板的顶端固连，且转轴和加力板、第一单向轴承的内圈、第二单向轴承的内圈、输入绕线筒均不接触；

所述第一单向轴承设置在所述加力板的安装孔内，第一单向轴承的外圈和所述加力板的安装孔固连；

所述输出绕线筒通过所述第一双向轴承设置在所述转轴上，输出绕线筒的内壁和第一双向轴承的外圈固连、第一双向轴承的内圈和所述转轴固连；

所述第一单向轴承的内圈和所述输出绕线筒固连、外圈与所述加力板固连；

所述第二单向轴承的内圈和所述输出绕线筒固连、外圈和所述输入绕线筒固连；

所述第一单向轴承、输出绕线筒、第一双向轴承、第二单向轴承、输入绕线筒、转轴同轴，且第一单向轴承、第二单向轴承能够转动的方向相同；

所述定滑轮安装轴和转轴平行设置，一端和所述加力板固连；

所述定滑轮通过所述第二双向轴承安装在所述定滑轮安装轴上，和所述输入绕线筒相对应，使得无碳小车的砝码能够经由定滑轮拉动输入绕线筒转动；所述第二双向轴承的外圈和所述定滑轮的内壁固连、内圈和所述定滑轮安装轴固连；

所述加力板能够在所述支架内绕所述转轴转动，用于无碳小车的变矩启动与砝码高度调节；

所述输入绕线筒、输出绕线筒能够相向转动，用于无碳小车启动位置变化后的砝码高度调节。

作为本发明一种无碳小车变矩启动及调节装置进一步的优化方案，还包含定滑轮套筒；

所述定滑轮套筒套在所述定滑轮安装轴上，且所述定滑轮安装轴远离加力板的一端设有限位板，所述限位板和所述定滑轮套筒分别和所述第二双向轴承内圈的两侧相抵、将第二双向轴承的内圈固定在所述定滑轮安装轴上。

所述加力板在使用时，与水平方向呈一定夹角，无碳小车的砝码的绳子经由定滑轮后缠绕在输入绕线筒上，加力板作用在输出绕线筒上，在砝码与加力板共同作用下使得无碳小车能够平稳启动，小车启动后，加力板不再作用，此时输入绕线筒直接作用于输出绕线筒，带动小车正常行驶。

启动时加力板的角度可以依据小车装配状况和比赛场地状况进行快速调节，保证小车在不同情况下均能够顺利启动，提高小车应变性能；在小车启动过程中，加力板与水平方向夹角在砝码作用下逐步增大至与水平方向90°处，避免了力矩突变带来的冲击，随后不再作用于小车。

输入绕线筒既可作用于加力板，间接作用于输出绕线筒，又可直接作用于输出绕线筒，同时在准备调节阶段，输出绕线筒和输入绕线筒可以独立开而互不影响，此时调节输入绕线筒或者输出绕线筒来满足砝码高度要求对小车不会产生影响，方便小车调节与准备工作。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明可简化无碳小车启动准备工作，可分步完成，避免了小车出发调节时多要求（启动力矩、砝码高度、小车姿态等）相互制约的现象，并提升小车对场地的适应能力，灵活调节。

附图说明

图1是本发明安装在无碳小车上时的结构示意图；

图2是本发明中除去支架和转轴后的爆炸示意图。

图中，1-加力板，2-第一单向轴承，3-输出绕线筒，4-第二单向轴承，5-输入绕线筒，6-定滑轮套筒，7-定滑轮，8-定滑轮安装轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

如图1、图2所示，本发明公开了一种无碳小车变矩启动及调节装置，包括支架、转轴、加力板、第一单向轴承、输出绕线筒、第一双向轴承、第二单向轴承、输入绕线筒、定滑轮、第二双向轴承和定滑轮安装轴；

所述支架呈U字形，包含底板、第一侧板和第二侧板，所述底板的两端分别和所述第一侧板的底端、第二侧板的底端垂直固连；所述底板和无碳小车固连；

所述输出绕线筒、输入绕线筒均呈圆筒状；

所述加力板上设有用于安装第一单向轴承的安装孔，且安装孔内设有供所述转轴穿过的通孔；

所述转轴一端和所述第一侧板的顶端固连，另一端依次穿过加力板上的通孔、第一单向轴承的内圈、第一双向轴承的内圈、第二单向轴承的内圈、输入绕线筒后和所述第二侧板的顶端固连，且转轴和加力板、第一单向轴承的内圈、第二单向轴承的内圈、输入绕线筒均不接触；

所述第一单向轴承设置在所述加力板的安装孔内，第一单向轴承的外圈和所述加力板的安装孔固连；

所述输出绕线筒通过所述第一双向轴承设置在所述转轴上，输出绕线筒的内壁和第一双向轴承的外圈固连、第一双向轴承的内圈和所述转轴固连；

所述第一单向轴承的内圈和所述输出绕线筒固连、外圈和所述加力板固连；

所述第二单向轴承的内圈和所述输出绕线筒固连、外圈和所述输入绕线筒固连；

所述第一单向轴承、输出绕线筒、第一双向轴承、第二单向轴承、输入绕线筒、转轴同轴，且第一单向轴承、第二单向轴承能够转动的方向相同；

所述定滑轮安装轴和转轴平行设置，一端和所述加力板固连；

所述定滑轮通过所述第二双向轴承安装在所述定滑轮安装轴上，和所述输入绕线筒相对应，使得无碳小车的砝码能够经由定滑轮拉动输入绕线筒转动；所述第二双向轴承的外圈和所述定滑轮的内壁固连、内圈和所述定滑轮安装轴固连；

所述加力板能够在所述支架内绕所述转轴转动，用于无碳小车的变矩启动与砝码高度调节；

所述输入绕线筒、输出绕线筒能够相向转动，用于无碳小车启动位置变化后的砝码高度调节。

在将第二双向轴承内圈固定在定滑轮安装轴上时，可以采取定滑轮套筒，将定滑轮套筒套在所述定滑轮安装轴上，并在定滑轮安装轴远离加力板的一端设置限位板，所述限位板和所述定滑轮套筒分别和所述第二双向轴承内圈的两侧相抵、将第二双向轴承的内圈固定在所述定滑轮安装轴上。

所述加力板在使用时，与水平方向呈一定夹角，无碳小车的砝码的绳子经由定滑轮后缠绕在输入绕线筒上，加力板作用在输出绕线筒上，在砝码与加力板共同作用下使得无碳小车能够平稳启动，小车启动后，加力板不再作用，此时输入绕线筒直接作用于输出绕线筒，带动小车正常行驶。

在小车启动准备阶段，当完成小车启动姿态调整后，可在不动输出绕线筒的情况下，通过旋转输入绕线筒来调节砝码高度，以满足比赛要求的400±2mm；与此同时可通过改变加力板与水平方向的夹角来调节小车启动的有效力臂长度。不同的比赛场地由于铺设条件、保护条件的不同，使得无碳小车在启动时所需的静摩擦力矩大小不同，再加上小车在比赛过程中有拆装竞赛环节，使得部分参赛队伍的小车在重装配后于装配前的小车状况存在很大差异，出现无法启动的状况，而本发明所涉及的无碳小车变矩启动及调节装置，可以快速地为小车提供可变的启动力矩，在加力板作用的过程中，启动力臂有效长度逐步减小，因而不会对小车造成任何冲击，使得小车能够快速平稳启动。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种无碳小车变矩启动及调节装置，其特征在于，包括支架、转轴、加力板、第一单向轴承、输出绕线筒、第一双向轴承、第二单向轴承、输入绕线筒、定滑轮、第二双向轴承和定滑轮安装轴；

所述支架呈U字形，包含底板、第一侧板和第二侧板，所述底板的两端分别和所述第一侧板的底端、第二侧板的底端垂直固连；所述底板和无碳小车固连；

所述输出绕线筒、输入绕线筒均呈圆筒状；

所述加力板上设有用于安装第一单向轴承的安装孔，且安装孔内设有供所述转轴穿过的通孔；

所述转轴一端和所述第一侧板的顶端固连，另一端依次穿过加力板上的通孔、第一单向轴承的内圈、第一双向轴承的内圈、第二单向轴承的内圈、输入绕线筒后和所述第二侧板的顶端固连，且转轴和加力板、第一单向轴承的内圈、第二单向轴承的内圈、输入绕线筒均不接触；

所述第一单向轴承设置在所述加力板的安装孔内，第一单向轴承的外圈和所述加力板的安装孔固连；

所述输出绕线筒通过所述第一双向轴承设置在所述转轴上，输出绕线筒的内壁和第一双向轴承的外圈固连、第一双向轴承的内圈和所述转轴固连；

所述第一单向轴承的内圈和所述输出绕线筒固连、外圈与所述加力板固连；

所述第二单向轴承的内圈和所述输出绕线筒固连、外圈和所述输入绕线筒固连；

所述第一单向轴承、输出绕线筒、第一双向轴承、第二单向轴承、输入绕线筒、转轴同轴，且第一单向轴承、第二单向轴承能够转动的方向相同；

所述定滑轮安装轴和转轴平行设置，一端和所述加力板固连；

所述定滑轮通过所述第二双向轴承安装在所述定滑轮安装轴上，和所述输入绕线筒相对应，使得无碳小车的砝码能够经由定滑轮拉动输入绕线筒转动；所述第二双向轴承的外圈和所述定滑轮的内壁固连、内圈和所述定滑轮安装轴固连；

所述加力板能够在所述支架内绕所述转轴转动，用于无碳小车的变矩启动与砝码高度调节；

所述输入绕线筒、输出绕线筒能够相向转动，用于无碳小车启动位置变化后的砝码高度调节。

2.根据权利要求1所述的无碳小车变矩启动及调节装置，其特征在于，还包含定滑轮套筒；

所述定滑轮套筒套在所述定滑轮安装轴上，且所述定滑轮安装轴远离加力板的一端设有限位板，所述限位板和所述定滑轮套筒分别和所述第二双向轴承内圈的两侧相抵、将第二双向轴承的内圈固定在所述定滑轮安装轴上。

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