CN206965131U - 一种基于槽轮机构的无碳小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于槽轮机构的无碳小车，属于无碳小车技术领域，为了解决现有无碳小车结构复杂、重量大的问题，该无碳小车包括支撑机构、驱动机构和转向机构三部分，所述支撑机构包括底板、设置在底板上并且与水平面垂直的高杆、设置在底板上的车轮、设置在底板上的轴承座和设置在高杆上部的滑轮；所述驱动机构包括第三齿轮、第四齿轮、后轴、绕线轮、绕线轴、细钢丝绳、重物和单向轴承；所述转向机构包括拨销、槽轮、前叉、前轮、套筒、摇杆、连杆、曲柄、第一齿轮、第二齿轮、第一关节轴承和第二关节轴承。结构简单，加工容易，成本低；调节精度高，满足周期和振幅的要求；并且机构轻，在运动过程中能量消耗少。

Description

一种基于槽轮机构的无碳小车

技术领域

本实用新型属于无碳小车技术领域，具体涉及一种基于槽轮机构的无碳小车。

背景技术

无碳小车是一种不需要消耗燃料和电池存储的能源，仅仅依靠重锤下落过程中生成的机械势能产生动力而驱动行驶的小车，近年来已经作为大学生工程训练项目竞赛的指定制作题目。参加“8”字组的项目，要求小车必须能绕400--500mm的两个桩跑8字。因此，小车须由驱动机构、转向机构、支撑机构组成。驱动机构为重物和滑轮组成，将重力势能转化为小车的动能；转向机构为曲柄摇杆、槽轮机构组成，可实现小车走“8”的功能；支撑机构由底部的铝板以及碳素纤维管组成。小车有3个轮子，其中后面两个主动轮，前面一个转向轮。小车运行时，支撑机构支撑起驱动机构为小车提供动力，同时转向机构让小车周期性的转向，从而实现小车走“8”字功能。

现有的无碳小车通常采用正弦转向机构，但有些结构复杂，加工困难，相应的成本也比较高；有些调节精度不是很高，不能到达满足周期和振幅的要求；有些机构比较笨重，不仅增加了小车的本身质量，在运动过程中还增加了能量消耗，使其不能达到预期的目标。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提出一种基于槽轮机构的无碳小车，通过设置

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种基于槽轮机构的无碳小车，该无碳小车包括支撑机构、驱动机构和转向机构三部分，所述支撑机构包括底板、设置在底板上并且与水平面垂直的高杆、设置在底板上的车轮、设置在底板上的轴承座和设置在高杆上部的滑轮；所述驱动机构包括第三齿轮、第四齿轮、后轴、绕线轮、绕线轴、细钢丝绳、重物和单向轴承；所述转向机构包括拨销、槽轮、前叉、前轮、套筒、摇杆、连杆、曲柄、第一齿轮、第二齿轮、第一关节轴承和第二关节轴承。

所述车轮包括从动轮、主动轮和前轮，所述从动轮与主动轮设在车架的两侧。所述主动轮的轴心上固定设有与主动轮垂直的后轴，后轴的一端与主动轮固定连接，后轴远离主动轮的一端上设有单向轴承，轴承上设有从动轮，所述从动轮设有中心孔，从动轮通过中心孔套在轴承上。所述轴承座包括第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座位于靠近从动轮的一侧，第一轴承座与底板通过螺栓连接，所述第一轴承座上设有两个通孔，远离车底板的通孔用于固定绕线轴，靠近车底板的通孔用于固定后轴，所述第二轴承座位于靠近主动轮的一侧，所述第二轴承座上设有第二通孔、固定拨销和槽轮，第二通孔用于固定后轴。所述绕线轴设置在轴承座上，绕线轴上设有绕线轮。所述后轴设在第一轴承座靠近车底板的通孔的轴线上，所述后轴靠近主动轮的一端设有第四齿轮，所述第三齿轮设在所述第一轴承座靠近从动轮的一侧，所述第三齿轮设在绕线轴上，所述绕线轴设在第一轴承座远离车底板的通孔上，所述滑轮上设有细钢丝绳，细钢丝绳一端经过所述滑轮缠绕连接在绕线轮上，细钢丝绳远离绕线轮的一端上设有重物，单向轴承固定在主动轮中心孔内，所述第四齿轮和单向轴承均同后轴固定连接，所述第四齿轮与所述第三齿轮啮合。所述拨销与所述第三齿轮固定设置在绕线轴上，所述拨销设在绕线轴上靠近主动轮的一端，所述槽轮与所述拨销固定在第二轴承座的一侧，槽轮设有中心孔，所述槽轮中心孔的轴线与后轴的轴线平行，所述槽轮中心孔内设有轴，所述轴设置第二轴承座上，所述第一齿轮设在所述第二轴承座靠近从动轮的一侧，所述第一齿轮上设有中心孔，所述第一齿轮的中心孔的轴线与后轴轴线平行，所述第一齿轮中心孔内设有固定轴，所述固定轴设置在第二轴承座上，所述固定轴上设有第二轴承，第二轴承与定位孔配合，所述第一齿轮与第二齿轮啮合，所述第一齿轮靠近主动轮的一侧设有曲柄，曲柄一端设有第二定位孔，所述曲柄通过第二定位孔与固定轴固定连接，所述曲柄远离第二定位孔的一端设有与第一关节轴承配合的腰孔，所述连杆设在曲柄靠近主动轮的一侧，所述第一关节轴承与曲柄的定位孔通过螺栓固定连接，所述第一关节轴承内设有螺纹孔，连杆的两端设有螺纹，连杆的一端与第一关节轴承的螺纹孔连接，所述连杆远离第一关节轴承的一端设有第二关节轴承，连杆与第二关节轴承通过螺纹固定，所述第二关节轴承上设有摇杆，摇杆的两端都设有螺纹，摇杆的一端与第二关节轴承固定连接，摇杆远离第二关节轴承的一端与前叉固定，前叉设置在底板上，并且和底板垂直，前叉外部套有套筒，套筒的内部设有两个轴线相互重合的轴承，两个轴承的内径套在前叉上，前叉的两端都伸出套筒的两端，前叉的上端与第二关节轴承连接，前叉的下端穿透底板，前叉的下端上设有前轮，套筒的轴线与水平面垂直，套筒的下端与底板的上表面固定连接。

本实用新型有益效果是:本实用新型无碳小车结构简单，加工容易，成本低；调节精度高，满足周期和振幅的要求；并且机构轻，在运动过程中能量消耗少。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本实用新型的具体实施方式基于槽轮机构的无碳小车的结构图；

图2是本实用新型的具体实施方式基于槽轮机构的无碳小车的正视图；

图3是本实用新型的具体实施方式基于槽轮机构的无碳小车的俯视图；

其中，1、滑轮；2、高杆；3、拨销；4、从动轮；5、槽轮；6、第一轴承座；7、第一齿轮；8、底板；9、前叉；10、前轮；11、套筒；12、摇杆；13、连杆；14、曲柄；15、第三齿轮；16、绕线轮；17、高板；18、第四齿轮；19、后轴 20、单向轴承 21、第二齿轮；22、第一关节轴承；23、第二关节轴承；24、绕线轴；25、主动轮；26、第二轴承座。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

本实用新型提供了一种基于槽轮机构的无碳小车，该无碳小车包括支撑机构、驱动机构和转向机构三部分。

所述支撑机构包括底板8、设置在底板8上并且与水平面垂直的高杆2、设置在底板8上的车轮、设置在底板8上的轴承座和设置在高杆2上部的滑轮1，所述车轮包括从动轮4、主动轮25和前轮10，所述从动轮4与主动轮25设在车架的两侧，所述主动轮25的轴心上固定设有与主动轮25垂直的后轴19，后轴19的一端与主动轮25固定连接，后轴19远离主动轮25的一端上设有单向轴承20，轴承上设有从动轮4，所述从动轮4设有中心孔，从动轮4通过中心孔套在轴承上，为了防止中心孔与轴承产生相对滑动，所述轴承的外直径等于中心孔的直径，中心孔与轴承过盈配合。所述轴承座包括第一轴承座6和第二轴承座26，所述第一轴承座6位于靠近从动轮4的一侧，第一轴承座6与底板8通过螺栓连接，所述第一轴承座6上设有两个通孔，远离车底板8的通孔用于固定绕线轴24，靠近车底板8的通孔用于固定后轴19，所述第二轴承座26位于靠近主动轮25的一侧，与底板8通过螺栓连接，所述第二轴承座26上设有第二通孔、固定拨销3、槽轮5和后轴19，第二通孔用于固定后轴19，所述第一轴承座6和第二轴承座26上分别用于固定后轴19的通孔和第二通孔两个通孔的轴线设在一条直线上，所述通孔和第二通孔的轴线与主动轮25和从动轮4中心孔轴线设在一条直线上。

所述驱动机构包括第三齿轮15、第四齿轮18、后轴19、绕线轮16、绕线轴24、细钢丝绳、重物和单向轴承20，绕线轴24设置在轴承座上，绕线轴24上设有绕线轮16，所述后轴19设在第一轴承座6靠近车底板的通孔的轴线上，所述后轴19靠近主动轮25的一端设有第四齿轮18，所述第三齿轮15设在所述第一轴承座6靠近从动轮4的一侧，所述第三齿轮15设在绕线轴24上，所述绕线轴24设在第一轴承座6远离车底板的通孔上，所述滑轮1上设有细钢丝绳，细钢丝绳一端经过所述滑轮1缠绕连接在绕线轮16上，细钢丝绳远离绕线轮16的一端上设有重物，所述单向轴承20固定在主动轮中心孔内，所述第四齿轮18和单向轴承20均同后轴19固定连接，所述第四齿轮18与所述第三齿轮15啮合。

所述转向机构包括拨销3、槽轮5、前叉9、前轮10、套筒11、摇杆12、连杆13、曲柄14、第一齿轮7、第二齿轮21、第一关节轴承22和第二关节轴承23，所述拨销3与所述第三齿轮15固定设置在绕线轴24上，所述拨销3设在绕线轴24上靠近主动轮25的一端，所述槽轮5与所述拨销3固定在第二轴承座26的一侧，槽轮5设有中心孔，所述槽轮5中心孔的轴线与后轴19的轴线平行，所述槽轮5中心孔内设有轴，所述轴设置第二轴承座26上，轴与槽轮5通过销固定，所述第二齿轮21与所述槽轮5为同轴固定，所述槽轮5设在所述第二轴承座25靠近主动轮25的一侧，所述第一齿轮7设在所述第二轴承座26靠近从动轮4的一侧，所述第一齿轮7上设有中心孔，所述第一齿轮7的中心孔的轴线与后轴19轴线平行，所述第一齿轮7中心孔内设有固定轴，所述固定轴设置在第二轴承座26上，所述固定轴上设有第二轴承，第二轴承与定位孔配合，所述第一齿轮7与第二齿轮21啮合，所述第一齿轮7靠近主动轮25的一侧设有曲柄14，曲柄14一端设有第二定位孔，所述曲柄14通过第二定位孔与固定轴固定连接，所述曲柄14远离第二定位孔的一端设有与第一关节轴承22配合的腰孔，所述连杆13设在曲柄14靠近主动轮25的一侧，所述第一关节轴承22与曲柄14的定位孔通过螺栓固定连接，所述第一关节轴承22内设有螺纹孔，连杆13的两端设有螺纹，连杆13的一端与第一关节轴承22的螺纹孔连接，所述连杆13远离第一关节轴承22的一端设有第二关节轴承23，连杆13与第二关节轴承23通过螺纹固定，所述第二关节轴承22上设有摇杆12，摇杆12的两端都设有螺纹，摇杆12的一端与第二关节轴承23固定连接，摇杆12远离第二关节轴承23的一端与前叉9固定，前叉9设置在底板8上，并且和底板8垂直，前叉9外部套有套筒11，套筒11的内部设有两个轴线相互重合的轴承，两个轴承的内径套在前叉9上，前叉9的两端都伸出套筒11的两端，前叉9的上端与第二关节轴承23连接，前叉9的下端穿透底板8，前叉9的下端上设有前轮10，套筒11的轴线与水平面垂直，套筒11的下端与底板8的上表面固定连接。

通过重物在重力的作用下拉动绕在绕线轮16上的细钢丝绳驱动第三齿轮15转动，第三齿轮15与第四齿轮18啮合将动力传递至主动轮4，主动轮4驱动无碳小车前进，前轮10转动实现小车行驶。绕线轮16通过绕线轴24将转动传递给拨销3，拨销3拨动槽轮5转动，槽轮5通过第一齿轮7、第二齿轮21将转动传递给固定在第一齿轮7上的曲柄14，第一齿轮7与曲柄14同步转动，曲柄14通过连杆13将转动传递给摇杆12，其中连杆13两端通过第一关节轴承22、第二关节轴承23分别固定在曲柄14和摇杆12上，摇杆12与前叉9固定，前叉9通过安装在底板8上的套筒11支撑，前轮10安装在前叉9下部，拨销3的转动通过槽轮5最终转化为前轮10的周期性转向，实现小车的8字行进轨迹。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于槽轮机构的无碳小车，其特征在于：该无碳小车包括支撑机构、驱动机构和转向机构三部分，所述支撑机构包括底板(8)、设置在底板(8)上并且与水平面垂直的高杆(2)、设置在底板(8)上的车轮、设置在底板(8)上的轴承座和设置在高杆(2)上部的滑轮(1)；所述驱动机构包括第三齿轮(15)、第四齿轮(18)、后轴(19)、绕线轮(16)、绕线轴(24)、细钢丝绳、重物和单向轴承(20)；所述转向机构包括拨销(3)、槽轮(5)、前叉(9)、前轮(10)、套筒(11)、摇杆(12)、连杆(13)、曲柄(14)、第一齿轮(7)、第二齿轮(21)、第一关节轴承(22)和第二关节轴承(23)。

2.根据权利要求1所述的基于槽轮机构的无碳小车，其特征在于：所述车轮包括从动轮(4)、主动轮(25)和前轮(10)，所述从动轮(4)与主动轮(25)设在车架的两侧。

3.根据权利要求2所述的基于槽轮机构的无碳小车，其特征在于：所述主动轮(25)的轴心上固定设有与主动轮(25)垂直的后轴(19)，后轴(19)的一端与主动轮(25)固定连接，后轴(19)远离主动轮(25)的一端上设有单向轴承(20)，轴承上设有从动轮(4)，所述从动轮(4)设有中心孔，从动轮(4)通过中心孔套在轴承上。

4.根据权利要求2所述的基于槽轮机构的无碳小车，其特征在于：所述轴承座包括第一轴承座(6)和第二轴承座(26)，所述第一轴承座(6)位于靠近从动轮(4)的一侧，第一轴承座(6)与底板(8)通过螺栓连接，所述第一轴承座(6)上设有两个通孔，远离车底板(8)的通孔用于固定绕线轴(24)，靠近车底板(8)的通孔用于固定后轴(19)，所述第二轴承座(26)位于靠近主动轮(25)的一侧，所述第二轴承座(26)上设有第二通孔、固定拨销(3)和槽轮(5)，第二通孔用于固定后轴(19)。

5.根据权利要求1所述的基于槽轮机构的无碳小车，其特征在于：所述绕线轴(24)设置在轴承座上，绕线轴(24)上设有绕线轮(16)。

6.根据权利要求4所述的基于槽轮机构的无碳小车，其特征在于：所述后轴(19)设在第一轴承座(6)靠近车底板的通孔的轴线上，所述后轴(19)靠近主动轮(25)的一端设有第四齿轮(18)，所述第三齿轮(15)设在所述第一轴承座(6)靠近从动轮(4)的一侧，所述第三齿轮(15)设在绕线轴(24)上，所述绕线轴(24)设在第一轴承座(6)远离车底板的通孔上，所述滑轮(1)上设有细钢丝绳，细钢丝绳一端经过所述滑轮(1)缠绕连接在绕线轮(16)上，细钢丝绳远离绕线轮(16)的一端上设有重物，单向轴承(20)固定在主动轮中心孔内，所述第四齿轮(18)和单向轴承(20)均同后轴(19)固定连接，所述第四齿轮(18)与所述第三齿轮(15)啮合。

7.根据权利要求4所述的基于槽轮机构的无碳小车，其特征在于：所述拨销(3)与所述第三齿轮(15)固定设置在绕线轴(24)上，所述拨销(3)设在绕线轴(24)上靠近主动轮(25)的一端，所述槽轮(5)与所述拨销(3)固定在第二轴承座(26)的一侧，槽轮(5)设有中心孔，所述槽轮(5)中心孔的轴线与后轴(19)的轴线平行，所述槽轮(5)中心孔内设有轴，所述轴设置第二轴承座(26)上，所述第一齿轮(7)设在所述第二轴承座(26)靠近从动轮(4)的一侧，所述第一齿轮(7)上设有中心孔，所述第一齿轮(7)的中心孔的轴线与后轴(19)轴线平行，所述第一齿轮(7)中心孔内设有固定轴，所述固定轴设置在第二轴承座(26)上，所述固定轴上设有第二轴承，第二轴承与定位孔配合，所述第一齿轮(7)与第二齿轮(21)啮合，所述第一齿轮(7)靠近主动轮(25)的一侧设有曲柄(14)，曲柄(14)一端设有第二定位孔，所述曲柄(14)通过第二定位孔与固定轴固定连接，所述曲柄(14)远离第二定位孔的一端设有与第一关节轴承(22)配合的腰孔，所述连杆(13)设在曲柄(14)靠近主动轮(25)的一侧，所述第一关节轴承(22)与曲柄(14)的定位孔通过螺栓固定连接，所述第一关节轴承(22)内设有螺纹孔，连杆(13)的两端设有螺纹，连杆(13)的一端与第一关节轴承(22)的螺纹孔连接，所述连杆(13)远离第一关节轴承(22)的一端设有第二关节轴承(23)，连杆(13)与第二关节轴承(23)通过螺纹固定，所述第二关节轴承(22)上设有摇杆(12)，摇杆(12)的两端都设有螺纹，摇杆(12)的一端与第二关节轴承(23)固定连接，摇杆(12)远离第二关节轴承(23)的一端与前叉(9)固定，前叉(9)设置在底板(8)上，并且和底板(8)垂直，前叉(9)外部套有套筒(11)，套筒(11)的内部设有两个轴线相互重合的轴承，两个轴承的内径套在前叉(9)上，前叉(9)的两端都伸出套筒(11)的两端，前叉(9)的上端与第二关节轴承(23)连接，前叉(9)的下端穿透底板(8)，前叉(9)的下端上设有前轮(10)，套筒(11)的轴线与水平面垂直，套筒(11)的下端与底板(8)的上表面固定连接。