CN204543542U - 一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车 - Google Patents

Abstract

一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车，包括车架以及安装在所述车架上的驱动机构、传动机构和转向机构，所述转向机构包括转向孔盘、转向槽、滑块、齿条和转向齿轮，所述滑块的前方设置有所述转向齿轮，所述转向齿轮水平布置并固定在转向轴上，所述转向轴的底端与安装有前轮的前叉固定连接；所述转向槽固定在齿条支撑件的后端，所述齿条支撑件的前端固定有所述齿条，所述齿条与所述转向齿轮啮合，所述齿条支撑件固定在所述滑块上，所述滑块安装在滑轨上并与所述滑轨形成移动副。本实用新型提供了一种能够平稳、准确的实现绕桩行走，并能够适应不同桩距的适应可变桩距蛇形行走的无碳小车。

Description

一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车

技术领域

本实用新型涉及绿色能源小车领域，尤其是一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车。

背景技术

无碳小车是一种无需使用燃油或者电池便能自主驱动行驶的小车，其能量来源是悬挂在一定高度处的重物拥有的势能，近年来一直被全国工程训练大赛选作比赛题目。大赛要求小车在行进过程中仅由重物的势能提供能量，并且还要求小车具有可调节的转向控制机构，可以在小车行进过程中自主的避开设置在场地内的障碍物，同时又能适应放有不同间距障碍物的比赛场地。

现有的无碳小车一般采用连杆机构控制转向，但连杆机构的急回特性使得小车的行驶路线难以控制；另外，一些小车使用了一级传动，结果导致车上往往要装一个很大的齿轮，使得车辆变得笨重，损耗的能量多，不利于行驶。

除此之外，现有的无碳小车普遍只能适用于一个固定桩距的行走，当桩距改变时则无法工作。

发明内容

为了克服已有无碳小车转向不易控制、运行不灵活、适应性较差的不足，本实用新型提供了一种能够平稳、准确的实现绕桩行走，并能够适应不同桩距的适应可变桩距蛇形行走的无碳小车。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车，包括车架以及安装在所述车架上的驱动机构、传动机构和转向机构，所述驱动机构位于所述转向机构的后方，所述驱动机构的动力输出端与所述传动机构的一端连接，所述转向机构包括转向孔盘、转向槽、滑块、齿条和转向齿轮，所述传动机构的另一端与所述转向孔盘连接，所述滑块与所述转向孔盘分别布置在所述转向槽的左右两侧，所述滑块的前方设置有所述转向齿轮，所述转向齿轮水平布置并固定在转向轴上，所述转向轴可转动的安装在所述车架上，所述转向轴的底端与安装有前轮的前叉固定连接；

所述转向孔盘上设置有转向孔，所述转向孔内安装有用以驱动所述转向槽前后往复直线运动的短轴，所述短轴上安装有被约束在所述转向槽内的转向轴承，所述转向槽固定在齿条支撑件的后端，所述齿条支撑件的前端固定有所述齿条，所述齿条与所述转向齿轮啮合，所述齿条支撑件固定在所述滑块上，所述滑块安装在滑轨上并与所述滑轨形成移动副。

进一步，所述驱动机构包括重物、滑轮、线绳、大齿轮、小齿轮、中齿轮、差速器和驱动后轮，所述滑轮安装在具有一定高度的重物支架的上端，所述重物支架的下端安装在所述车架上，所述线绳的一端与所述重物连接，所述线绳的另一端绕过所述滑轮与绕线筒连接，所述绕线筒固定在绕线轴上，所述小齿轮固定在中间轴上，所述中间轴位于所述绕线轴的上方，所述差速器位于所述中间轴的上方，所述差速器的两端分别通过驱动半轴连接有所述驱动后轮，所述绕线轴、所述中间轴和所述驱动半轴均可转动的安装在所述车架上；

所述绕线轴上还固定有所述大齿轮，所述大齿轮与所述小齿轮啮合，所述中间轴上还固定有中齿轮，所述中齿轮与所述差速器外壳上的齿廓啮合。

再进一步，所述传动机构包括主动皮带轮和从动皮带轮，所述主动皮带轮与所述从动皮带轮通过皮带连接，所述传动机构的一端为所述主动皮带轮，所述主动皮带轮固定在所述绕线轴上，所述传动机构的另一端为皮带轮轴，所述从动皮带轮固定在所述皮带轮轴上，所述皮带轮轴可转动的安装在所述车架上，所述转向孔盘固定在所述皮带轮轴上。

更进一步，所述无碳小车还包括前轮微调装置，所述前轮微调装置包括微调螺丝和微调螺丝支撑架，所述微调螺丝支撑架安装在所述齿条支撑件上，所述微调螺丝安装在所述微调螺丝支撑架上并抵住所述齿条的后端。

本实用新型的有益效果主要表现在：本实用新型采用的是四杆机构的衍生机构以及齿轮齿条机构，从结构上解决了现有小车的路线不确定性问题，运动路线精确，便于日后的调节；大量采用铝材，减轻了总体重量，降低能量损耗的同时又节省了制作成本；转向孔盘采用了多孔结构，面对不同桩距的场地，只需将短轴插入转向孔盘上相对应的转向孔内，稍经调试便可正常绕桩行走，对场地适应性强。

附图说明

图1是一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车的结构示意图。

图2是转向机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1和图2，一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车，包括车架以及安装在所述车架上的驱动机构、传动机构和转向机构，所述驱动机构位于所述转向机构的后方，所述驱动机构的动力输出端与所述传动机构的一端连接，所述转向机构包括转向孔盘39、转向槽36、滑块16、齿条17和转向齿轮21，所述传动机构的另一端与所述转向孔盘39连接，所述滑块16与所述转向孔盘39分别布置在所述转向槽36的左右两侧，所述滑块16的前方设置有所述转向齿轮21，所述转向齿轮21水平布置并固定在转向轴23上，所述转向轴23可转动的安装在所述车架上，所述转向轴23的底端与安装有前轮20的前叉19固定连接；

所述转向孔盘39上设置有转向孔，所述转向孔内安装有用以驱动所述转向槽36前后往复直线运动的短轴38，所述短轴38上安装有被约束在所述转向槽36内的转向轴承37，所述转向槽36固定在齿条支撑件15的后端，所述齿条支撑件15的前端固定有所述齿条17，所述齿条17与所述转向齿轮21啮合，所述齿条支撑件17固定在所述滑块16上，所述滑块16安装在滑轨24上并与所述滑轨24形成移动副。

进一步，所述驱动机构包括重物3、滑轮1、线绳5、大齿轮12、小齿轮11、中齿轮9、差速器7和驱动后轮6，所述滑轮1安装在具有一定高度的重物支架4的上端，所述重物支架4的下端安装在所述车架上，所述线绳5的一端与所述重物3连接，所述线绳5的另一端绕过所述滑轮1与绕线筒13连接，所述绕线筒13固定在绕线轴29上，所述小齿轮11固定在中间轴31上，所述中间轴31位于所述绕线轴29的上方，所述差速器7位于所述中间轴31的上方，所述差速器7的两端分别通过驱动半轴8连接有所述驱动后轮6，所述绕线轴29、所述中间轴31和所述驱动半轴8均可转动的安装在所述车架上；

所述绕线轴29上还固定有所述大齿轮12，所述大齿轮12与所述小齿轮11啮合，所述中间轴31上还固定有中齿轮9，所述中齿轮9与所述差速器7外壳上的齿廓啮合。

再进一步，所述传动机构包括主动皮带轮28和从动皮带轮26，所述主动皮带轮28与所述从动皮带轮26通过皮带27连接，所述传动机构的一端为所述主动皮带轮28，所述主动皮带轮28固定在所述绕线轴29上，所述传动机构的另一端为皮带轮轴25，所述从动皮带轮26固定在所述皮带轮轴25上，所述皮带轮轴25可转动的安装在所述车架上，所述转向孔盘39固定在所述皮带轮轴25上。

更进一步，所述无碳小车还包括前轮微调装置，所述前轮微调装置包括微调螺丝33和微调螺丝支撑架34，所述微调螺丝支撑架34安装在所述齿条支撑件15上，所述微调螺丝33安装在所述微调螺丝支撑架34上并抵住所述齿条17的后端。

本实施例中，所述车架为呈矩形的车架板14，所述驱动半轴8中段套有轴承并通过轴承可转动的安装在后轮支架30上，所述后轮支架30安装在所述车架板14后部的两侧；所述差速器7由差速器支架10支撑，所述差速器支架10安装在所述车架板后部的中间位置；所述滑轮1中装有滑轮轴2并安装在重物支架4上端靠近顶部处，重物支架4前后分别由重物支架连接件32固定在车架板14上中间偏后位置处；所述皮带轮轴可转动的安装在前皮带轮支架41上，所述车架板14右前部开有长条形槽，前皮带轮支架41分别安装在长条形槽的左右两侧；前轮支架22安装在前轮纵支架40上并固定在车架板14前端中央位置处；

所述绕线轴29、中间轴31、驱动半轴8均通过轴承可转动的连接在所述后轮支架30；转向孔盘39呈多孔结构，孔内装有短轴38，其上安装有约束在转向槽36内的转向轴承37，转向槽36通过连接件35固定在齿条支撑件15上；齿条支撑件15上前部开有条形孔，通过条形孔安装有齿条17；转向轴23底端另外固定有前叉19并通过轴承连接在前轮支架22上，前轮20通过前轮轴18可转动的安装在前叉19上；所述滑轨24固定在所述车架板14上。

本实用新型的使用方法：使用时，线绳5一端绕在绕线筒13上适当长度，另一端跨过滑轮1系在重物3上，并使得重物3底部距离车架板14高度为400mm；释放重物3，动力将依次流经绕线筒13、绕线轴29、大齿轮12、小齿轮11、中间轴31、中齿轮9、差速器7、驱动半轴8、驱动后轮6，最后作用在地面上推动小车前行。另一方面，绕线筒13带动绕线轴29上的主动皮带轮28转动，在皮带27的作用下从动皮带轮26与孔盘39随之一同转动，之后运动经短轴38、转向轴承37以及转向槽36等部件之后由旋转运动变为了齿条17的往复直线运动，最后前轮20与转向齿轮21在齿条17的带动下，呈现出往复摆动的运动情况，导向小车进行左右绕桩运动。

在调节前轮角度时，保持短轴38位于皮带轮轴25的正上方，完全松开齿条17与齿条支撑件15间的固定螺丝，旋出微调螺丝33，摆正前轮20，随后初步旋紧齿条固定螺丝，将微调螺丝33旋至刚好顶到齿条17处。之后试推行小车，观察其路线偏摆方向，并根据偏摆方向适量旋进或旋出微调螺丝33，反复此步骤直至小车不再出现偏摆，最后完全旋紧齿条固定螺丝。

改变桩距时，拆掉齿条支撑件15与滑块16之间的固定螺丝，将齿条支撑件15及其上固定的零件一同取下。随后取出短轴38，并将其插入孔盘39上适当的孔位处，重新安装好齿条支撑件15等其他零件，最后根据需要调正前轮角度后即可使小车按照新的桩距进行绕桩行走。

本实用新型运动路线精确、总体重量较轻，转向孔盘的多孔结构的设计，使得小车面对不同桩距的场地时，只需将短轴插入转向孔盘上相对应的转向孔内，稍经调试便可正常绕桩行走，对场地适应性强。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并未限制本实用新型的专利范围，利用本实用新型说明书及附图内容所述的四杆机构的衍生机构与齿轮齿条机构的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均应包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车，包括车架以及安装在所述车架上的驱动机构、传动机构和转向机构，所述驱动机构位于所述转向机构的后方，所述驱动机构的动力输出端与所述传动机构的一端连接，其特征在于：所述转向机构包括转向孔盘、转向槽、滑块、齿条和转向齿轮，所述传动机构的另一端与所述转向孔盘连接，所述滑块与所述转向孔盘分别布置在所述转向槽的左右两侧，所述滑块的前方设置有所述转向齿轮，所述转向齿轮水平布置并固定在转向轴上，所述转向轴可转动的安装在所述车架上，所述转向轴的底端与安装有前轮的前叉固定连接；

所述转向孔盘上设置有转向孔，所述转向孔内安装有用以驱动所述转向槽前后往复直线运动的短轴，所述短轴上安装有被约束在所述转向槽内的转向轴承，所述转向槽固定在齿条支撑件的后端，所述齿条支撑件的前端固定有所述齿条，所述齿条与所述转向齿轮啮合，所述齿条支撑件固定在所述滑块上，所述滑块安装在滑轨上并与所述滑轨形成移动副。

2.如权利要求1所述的一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车，其特征在于：所述驱动机构包括重物、滑轮、线绳、大齿轮、小齿轮、中齿轮、差速器和驱动后轮，所述滑轮安装在具有一定高度的重物支架的上端，所述重物支架的下端安装在所述车架上，所述线绳的一端与所述重物连接，所述线绳的另一端绕过所述滑轮与绕线筒连接，所述绕线筒固定在绕线轴上，所述小齿轮固定在中间轴上，所述中间轴位于所述绕线轴的上方，所述差速器位于所述中间轴的上方，所述差速器的两端分别通过驱动半轴连接有所述驱动后轮，所述绕线轴、所述中间轴和所述驱动半轴均可转动的安装在所述车架上；

所述绕线轴上还固定有所述大齿轮，所述大齿轮与所述小齿轮啮合，所述中间轴上还固定有中齿轮，所述中齿轮与所述差速器外壳上的齿廓啮合。

3.如权利要求2所述的一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车，其特征在于：所述传动机构包括主动皮带轮和从动皮带轮，所述主动皮带轮与所述从动皮带轮通过皮带连接，所述传动机构的一端为所述主动皮带轮，所述主动皮带轮固定在所述绕线轴上，所述传动机构的另一端为皮带轮轴，所述从动皮带轮固定在所述皮带轮轴上，所述皮带轮轴可转动的安装在所述车架上，所述转向孔盘固定在所述皮带轮轴上。

4.如权利要求1至3任意一项所述的一种适应可变桩距蛇形行走的无碳小车，其特征在于：所述无碳小车还包括前轮微调装置，所述前轮微调装置包括微调螺丝和微调螺丝支撑架，所述微调螺丝支撑架安装在所述齿条支撑件上，所述微调螺丝安装在所述微调螺丝支撑架上并抵住所述齿条的后端。