CN206138742U - 一种“s”形行走的变距越障无碳小车 - Google Patents

Abstract

一种“S”形行走的变距越障无碳小车。它可微调曲柄固定在驱动后轴上，轴承与可微调曲柄连接固定在一起，导杆微调机构左端和曲柄通过轴承连接，右边和摇杆进行连接，摇杆固定在前轮支架上，前轮支架上安装前轮，齿轮组由三个大齿轮和三个凸台小齿轮组成，中大齿轮过盈配合固定在驱动后轴上，左大齿轮和右大齿轮通过四个紧固螺钉固定在中大齿轮上；三个凸台小齿轮通过定位销钉固定在驱动前轴上，并且与能够和对应的大齿轮啮合，绕线轮固定在驱动前轴上，定滑轮固定在小车底板的定滑轮支架上，后轮安装在驱动后轴上。它是对“无碳”理念的探索与开发，对未来“无碳”的憧憬。小车构思巧妙，能定量准确的调节轨迹，节省调试时间。

Description

一种“S”形行走的变距越障无碳小车

技术领域

本实用新型涉及一种“S”形行走的变距越障无碳小车，属于绿色无碳小车领域。

背景技术

目前的无碳小车，都是基于全国工程训练综合能力竞赛背景下设计制造出来的，竞赛题目是：如图1所示，设计一种将重力势能转换为机械能，并可用来驱动小车行走及转向的装置，无碳小车采用三轮结构，该给定重力势能由竞赛时统一使用质量为1Kg的标准砝码（￠50×65mm，碳钢制作）来获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。标准砝码始终由小车承载，不允许从小车掉落。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0.7—1.3米，放置一个直径 20mm、高 200mm 的弹性障碍圆棒），如图2所示。

中国专利申请（公开号：CN 203355282 U）该公开无碳小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物（每间隔 0.9-1.1米，放置一个直径 20mm、高200mm的弹性障碍圆棒），所设计的无碳小车是在距离0.9-1.1米下来设置障碍完成行走，即定距完成周期性“S”行走；如果将障碍物的间距改变过大，间距在0.7-1.3米小车就不能实现绕障碍物行走，会出现碰桩；根据已有无碳竞赛车模的公知资料，在调节“S”路线的过程，需要改变四杆机构之间的配合，但是没有很好的方式能定量调节。

发明内容

本实用新型的目的是在于提供一种在改变障碍物距离的条件下，能定量准确调节轨迹，独立完成“S”形，越障行走的“S”形行走的变距越障无碳小车。

本实用新型的技术解决方案：一种“S”形行走的变距越障无碳小车，它包括定滑轮1、滑轮支架2、前轮支架3、前轮4、底板5、绕线轮6、后轮7、轨迹控制微调装置和齿轮驱动装置；其中轨迹控制微调装置包括导杆连槽19、曲柄18、固定槽26、导杆21、导杆连块25、摇杆23和定位螺钉24，曲柄18一端通过轴承20与导杆连槽19相连，另一端固定在第一驱动轴12上，导杆连槽19一端放入固定槽26中，导杆21的一端与导杆连槽19连接，导杆21另一端与导杆连块25相连，摇杆23通过定位螺钉24与导杆连块25相连；齿轮驱动装置包括第一驱动轴12、第二驱动轴14、长销13、第一大齿轮15、第二大齿轮16、第三大齿轮17、第一凸台齿轮11、第二凸台齿轮10、第三凸台齿轮8、定位销钉9，第一大齿轮15和第三大齿轮17分别通过四个长销13与第二大齿轮16连接固定，第一凸台齿轮11、第二凸台齿轮10和第三凸台齿轮8分别通过定位销钉9固定在第一驱动轴12上，分别与第一大齿轮15、第二大齿轮16和第三大齿轮17啮合；底板5上安装滑轮支架2，滑轮支架2上设有定滑轮1，齿轮驱动装置上分别设置后轮7和绕线轮6。

本实用新型的轨迹控制微调装置的曲柄18固定在第一驱动轴12上，轴承20与曲柄18连接固定在一起，轨迹控制微调装置一端与曲柄18通过轴承20连接，另一端通过摇杆23与前轮支架3连接，前轮支架3上安装前轮4。

本实用新型的导杆连块25上设有第一孔29、第二孔28、第三孔27，当定位螺钉24穿过第三孔27时，前轮转角最大，穿过第一孔29时，前轮转角最小。

本实用新型的导杆连块25上装有紧固螺钉22，导杆21与导杆连块25通过紧固螺钉22调整进出距离，使前轮4左右摆角保持。

本实用新型的导杆连槽19和摇杆23设有与轴承20相配合的活动槽。

本实用新型的第一大齿轮15和第三大齿轮17中间掏空，通过四个长销13与第二大齿轮16连接形成一个齿轮组。

本实用新型的第二大齿轮16与第二驱动轴14过盈配合。

本实用新型在整车总体布置设计时，势能质量块下降的势能通过定滑轮传递给绕线轴，绕线轴上的主动齿轮与从动齿轮啮合，将驱动力分配给主动轮，使小车在转向时车轮获得速度及保证转向平稳。转向机构采用空间曲柄摇杆机构。绕线轴通过齿轮机构将驱动力传递给曲柄，再通过连杆机构带动摇杆前后摆动，摇杆带动前轮摆动，小车前进时，前轮左右摆动就可实现周期性的绕桩，当障碍物距离发生改变时，通过微调摇杆机构和可微调曲柄来调整改变障碍物间距（900mm-1100mm之内），同间距障碍物之间“S”形行走。当障碍物间距在700-900mm，1100-1300mm之内，通过变换齿轮组，同间距障碍物之间“S”形行走。这样设计的无碳小车有很好的应用推广价值。是对“无碳”理念的探索与开发，对未来“无碳”的憧憬。小车构思巧妙，能定量准确的调节轨迹，节省调试时间。

附图说明

图1为无碳小车示意图；

图2为无碳小车在重力势能作用下自动行车示意图；

图3是本小车的结构示意图；

图4是本小车的齿轮组；

图5是本小车的摇杆微调机构；

图6是本小车的导杆连块示意图。

图中1-定滑轮、2-滑轮支架、3-前轮支架、4-前轮、5-底板、6-绕线轮、7-后轮、8-第三凸台齿轮、9-定位销钉、10-第二凸台齿轮、11-第一凸台齿轮、12-第一驱动轴、13-长销、14-第二驱动轴、15-第一大齿轮、16-第二大齿轮、17-第三大齿轮、18-曲柄、19-导杆连槽、20-轴承、21-导杆、22-紧固螺钉、23-摇杆、24-定位螺钉、25-导杆连块、26-固定槽、27-第三孔、28-第二孔、29-第一孔。

具体实施方式

实施例1，一种“S”形行走的变距越障无碳小车，它包括定滑轮1、滑轮支架2、前轮支架3、前轮4、底板5、绕线轮6、后轮7、轨迹控制微调装置和齿轮驱动装置；其中轨迹控制微调装置包括导杆连槽19、曲柄18、固定槽26、导杆21、导杆连块25、摇杆23和定位螺钉24，曲柄18一端通过轴承20与导杆连槽19相连，另一端固定在第一驱动轴12上，导杆连槽19一端放入固定槽26中，导杆21的一端与导杆连槽19连接，导杆21另一端与导杆连块25相连，摇杆23通过定位螺钉24与导杆连块25相连；齿轮驱动装置包括第一驱动轴12、第二驱动轴14、长销13、第一大齿轮15、第二大齿轮16、第三大齿轮17、第一凸台齿轮11、第二凸台齿轮10、第三凸台齿轮8、定位销钉9，第一大齿轮15和第三大齿轮17分别通过四个长销13与第二大齿轮16连接固定，第一凸台齿轮11、第二凸台齿轮10和第三凸台齿轮8分别通过定位销钉9固定在第一驱动轴12上，分别与第一大齿轮15、第二大齿轮16和第三大齿轮17啮合；底板5上安装滑轮支架2，滑轮支架2上设有定滑轮1，齿轮驱动装置上分别设置后轮7和绕线轮6，参考图1至图6。

实施例2，本实用新型的轨迹控制微调装置的曲柄18固定在第一驱动轴12上，轴承20与曲柄18连接固定在一起，轨迹控制微调装置一端与曲柄18通过轴承20连接，另一端通过摇杆23与前轮支架3连接，前轮支架3上安装前轮4，参考图1至图6，其余同上述实施例。

实施例3，本实用新型的导杆连块25上设有第一孔29、第二孔28、第三孔27，当定位螺钉24穿过第三孔27时，前轮转角最大，穿过第一孔29时，前轮转角最小，参考图1至图6，其余同上述实施例。

实施例4，本实用新型的导杆连块25上装有紧固螺钉22，导杆21与导杆连块25通过紧固螺钉22调整进出距离，使前轮4左右摆角保持，参考图1至图6，其余同上述实施例。

实施例5，本实用新型的导杆连槽19和摇杆23设有与轴承20相配合的活动槽，参考图1至图6，其余同上述实施例。

实施例6，本实用新型的第一大齿轮15和第三大齿轮17中间掏空，通过四个长销13与第二大齿轮16连接形成一个齿轮组，参考图1至图6，其余同上述实施例。

实施例7，本实用新型的第二大齿轮16与第二驱动轴14过盈配合，参考图1至图6，其余同上述实施例。

实施例8，小车结构包括：变距轨迹转向微调系统和能量转换驱动系统。

变距轨迹转向微调系统包括：曲柄18固定在第一驱动轴12上，轴承20与曲柄18连接固定在一起，导杆微调机构左端和曲柄18通过轴承20连接，右边和摇杆23进行连接，摇杆23固定在前轮支架3上，前轮支架3上安装前轮4。

能量转换驱动系统包括：动齿轮组、绕线轮6、后轮7组成，齿轮组由三个大齿轮和三个凸台小齿轮组成，第二大齿轮16过盈配合固定在第一驱动轴12上，第三大齿轮17和第一大齿轮15通过四个长销13固定在第二大齿轮16上；三个凸台小齿轮通过定位销钉9固定在第二驱动轴14上，并且与能够和对应的大齿轮啮合，绕线轮6固定在第二驱动轴14上，定滑轮1固定在小车底板5的定滑轮支架2上，后轮7安装在驱动后轴12上。

所述摇杆微调机构包括 ：曲柄18通过轴承20在导杆连槽19里滚动，导杆连槽19下半部分在固定槽26里，导杆连槽19与导杆21的左端连接，导杆21右端与导杆连块25相连，导杆连块25可以在导杆21上滑动，并且通过紧固螺钉22固定在导杆21上，导杆连块25有三个孔，通过定位螺钉24穿过孔固定轴承20，轴承20在摇杆23的空槽里滚动，摇杆23与前轮支架3相连。

小车行走过程：将线绳的一端连接在势能质量块上，另一端固定在绕线轮6上，旋转后轮7使势能块慢慢上升达到400mm的高度，线绳顺势绕过定滑轮1缠绕在绕线轮6上，小车准备完毕；将小车的最前端与起跑基准线对齐，将小车放在与起跑线线后，使其主动轮与起跑线水平线夹角为90度的位置后，放开小车，势能质量块下落，势能质量块下降带动绕线轮6和凸台小齿轮一起旋转，齿轮通过齿轮传动传递给大齿轮，大齿轮带动后轮一起旋转，实现小车自行行走；同时，可微调曲柄18的旋转带动可微调的导杆连槽19、导杆21、导杆连块25、摇杆23和前轮4作周期性的摇摆，按设计好的路径完成“s”字绕桩；如图2所示，当改变障碍物距离时，调整齿轮组配合，具体如下：移动相对应的小齿轮，与相对应的大齿轮啮合，再用紧固螺钉13固定在轴上；再进行微调机构调节轨迹，这样就可以完成小车的变距“S”形行走，参考图1至图6，其余同上述实施例。

本实用新型在整车总体布置设计时，势能质量块下降的势能通过定滑轮传递给绕线轴，绕线轴上的主动齿轮与从动齿轮啮合，将驱动力分配给主动轮，使小车在转向时车轮获得速度及保证转向平稳。转向机构采用空间曲柄摇杆机构。绕线轴通过齿轮机构将驱动力传递给曲柄，再通过连杆机构带动摇杆前后摆动，摇杆带动前轮摆动，小车前进时，前轮左右摆动就可实现周期性的绕桩，当障碍物距离发生改变时，通过微调摇杆机构和可微调曲柄来调整改变障碍物间距（900mm-1100mm之内），同间距障碍物之间“S”形行走。当障碍物间距在700-900mm，1100-1300mm之内，通过变换齿轮组，同间距障碍物之间“S”形行走。这样设计的无碳小车有很好的应用推广价值。是对“无碳”理念的探索与开发，对未来“无碳”的憧憬。小车构思巧妙，能定量准确的调节轨迹，节省调试时间。

Claims (7)

1.一种“S”形行走的变距越障无碳小车，它包括定滑轮（1）、滑轮支架（2）、前轮支架（3）、前轮（4）、底板（5）、绕线轮（6）、后轮（7）、轨迹控制微调装置和齿轮驱动装置；其中轨迹控制微调装置包括导杆连槽（19）、曲柄（18）、固定槽（26）、导杆（21）、导杆连块（25）、摇杆（23）和定位螺钉（24），曲柄（18）一端通过轴承（20）与导杆连槽（19）相连，另一端固定在第一驱动轴（12）上，导杆连槽（19）一端放入固定槽（26）中，导杆（21）的一端与导杆连槽（19）连接，导杆（21）另一端与导杆连块（25）相连，摇杆（23）通过定位螺钉（24）与导杆连块（25）相连；齿轮驱动装置包括第一驱动轴（12）、第二驱动轴（14）、长销（13）、第一大齿轮（15）、第二大齿轮（16）、第三大齿轮（17）、第一凸台齿轮（11）、第二凸台齿轮（10）、第三凸台齿轮（8）、定位销钉（9），第一大齿轮（15）和第三大齿轮（17）分别通过四个长销（13）与第二大齿轮（16）连接固定，第一凸台齿轮（11）、第二凸台齿轮（10）和第三凸台齿轮（8）分别通过定位销钉（9）固定在第一驱动轴（12）上，分别与第一大齿轮（15）、第二大齿轮（16）和第三大齿轮（17）啮合；底板（5）上安装滑轮支架（2），滑轮支架（2）上设有定滑轮（1），齿轮驱动装置上分别设置后轮（7）和绕线轮（6）。

2.根据权利要求书1所述“S”型轨迹无碳小车轨迹控制微调装置，其特征是：轨迹控制微调装置的曲柄（18）固定在第一驱动轴（12）上，轴承（20）与曲柄（18）连接固定在一起，轨迹控制微调装置一端与曲柄18通过轴承20连接，另一端通过摇杆（23）与前轮支架（3）连接，前轮支架（3）上安装前轮（4）。

3.根据权利要求书1所述“S”型轨迹无碳小车轨迹控制微调装置，其特征是：导杆连块（25）上设有第一孔（29）、第二孔（28）、第三孔（27），当定位螺钉（24）穿过第三孔（27）时，前轮转角最大，穿过第一孔（29）时，前轮转角最小。

4.根据权利要求1所述“S”型轨迹无碳小车轨迹控制微调装置，其特征是：导杆连块（25）上装有紧固螺钉（22），导杆（21）与导杆连块（25）通过紧固螺钉（22）调整进出距离，使前轮（4）左右摆角保持。

5.根据权利要求1所述“S”型轨迹无碳小车轨迹控制微调装置，其特征是：导杆连槽（19）和摇杆（23）设有与轴承（20）相配合的活动槽。

6.根据权利要求1所述 “S”型轨迹无碳小车的齿轮驱动装置，其特征是：第一大齿轮（15）和第三大齿轮（17）中间掏空，通过四个长销（13）与第二大齿轮（16）连接形成一个齿轮组。

7.根据权利要求1所述“S”型轨迹无碳小车的齿轮驱动装置，其特征是：第二大齿轮（16）与第二驱动轴（14）过盈配合。