CN202020914U - 一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车 - Google Patents

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杜以英
张为春
王丽娟
黄杰
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Abstract

一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，属于无碳小车转向系统的设计领域，其主要特征在于转向系统主要包括同前车轴同轴的圆柱棒、偏心圆盘、橡皮筋及带传动装置。本实用新型的优点在于提供一种转向半径小、稳定性高，而且控制简单可靠、结构紧凑、能量利用率高、成本低、节能环保的以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车。

Description

一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车
技术领域
本实用新型主要涉及到无碳小车转向系统的设计领域，具体是一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车。
背景技术
以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车是第二届全国大学生工程训练综合能力竞赛题目，要求给定一重力势能，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的装置。该自行小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物(每间隔1米，放置一个直径20mm、高200mm的弹性障碍圆棒)。
发明内容
本实用新型在于提供一种转向半径小、稳定性高，而且控制简单可靠、结构紧凑、能量利用率高、成本低、节能环保的以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车。是通过以下技术方案实现的：
一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，包括能量转换系统和转向系统，转向系统主要包括同前车轴同轴的圆柱棒、偏心圆盘、橡皮筋及带传动装置。
传动装置中的大带轮固定在偏心圆盘轴上。小带轮与后车轴为一体，小带轮为原动轮。橡皮筋的作用是使偏心圆盘始终与同前车轴同轴的圆柱棒接触。
与现有技术比较，本实用新型的主要优点在于：
1、采用带传动的方式，与齿轮传动相比震动小，且使得能量利用率提高；
2、采用偏心圆盘控制转向的方式，比较曲柄连杆控制转向的方式，省去了铰接等连接方式，使得系统控制简单可靠；
3、在前车轴上装有与前车轴同轴的圆柱棒(通过滚动轴承固定在前车轴上)，减小了偏心圆盘的直径，且使偏心圆盘与前车轴的接触方式由摩擦接触变为滚动接触，减小了摩擦损失，提高整车能量利用率；
4、小车多处采用可调装置，(如偏心圆盘在轴上的位置可调，从而可改变转角的大小)补偿计算过程中的误差；
5、利用两个单向轴承实现差速器的功能，保证两个后轮均为驱动轮的前提下，又能避免小车转向时车轮打滑；
6、与普通无碳小车比较，具有自动转弯半径小、稳定性好、质量小使前进阻力减小等优点。
附图说明
图1是以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车一种底盘主要结构示意图。
具体实施方式
1、后车轴；2、偏心圆盘；3、偏心圆盘轴；4、前车轴；5、同前车轴同轴的圆柱棒；6、前车轮；7、大带轮；8、带；9、小带轮(与后车轴为一体)。
参照图1为本实用新型所述一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车的一种实施方式，无碳小车的转向系统，当后车轴1转动时，通过带传动(7、8、9)带动偏心圆盘轴3(该轴与前车轴在同一水平面上)转动，从而实现偏心圆盘2的转动。偏心圆盘2转动时通过橡皮筋的拉力实现偏心圆盘2始终与同前车轴同轴的圆柱棒5接触，从而实现前车轴4在水平面上的摆动，从而实现前车轮6的摆动，实现小车的转向。

Claims (4)

1.一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，包括能量转换系统和转向系统，其特征在于：转向系统主要包括同前车轴同轴的圆柱棒、偏心圆盘、橡皮筋及带传动装置。
2.根据权利要求1所述的一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，其特征在于：传动装置中的大带轮固定在偏心圆盘轴上。
3.根据权利要求1所述的一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，其特征在于：小带轮与后车轴为一体，小带轮为原动轮。
4.根据权利要求1所述的一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，其特征在于：橡皮筋的作用是使偏心圆盘始终与同前车轴同轴的圆柱棒接触。
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