CN210057387U - 凸轮式无碳小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种凸轮式无碳小车，包括车体框架、两个行进轮、转向轮以及驱动机构，车体框架内有两端分别连接在两个行进轮轴心的车轴，驱动机构包括砝码动力组件以及齿轮传送组件，齿轮传送组件包括驱动轴、主动齿轮以及从动齿轮，驱动轴转动设置在容纳腔内，从动齿轮固定套设在车轴上，主动齿轮与从动齿轮啮合且固定套设在驱动轴上，砝码动力组件包括收卷轮、抬升柱、安装架、定滑轮、牵引绳以及砝码，收卷轮固定套设在驱动轴上，抬升柱设置在顶板上，安装架设置在抬升柱上，定滑轮转动设置在安装架上，牵引绳一端连接在收卷轮上，另一端绕过定滑轮，砝码连接在牵引绳一端上，本实用新型将砝码的重力势能转换为行进轮转动的动能。

Description

凸轮式无碳小车

技术领域

本实用新型涉及无碳小车，更具体的说是涉及一种凸轮式无碳小车。

背景技术

随着人们节能环保意识的提升，无碳的理念也越来越被人们选入研究的课题。更洁净、更环保、更节能、更高效的理念也深入人心。无碳小车是对“无碳”理念的探索与开发，对未来“无碳”的憧憬，对节能环保小车具有深远的现实意义，并能满足大部分初高中及大学学生对机械知识实践的实验与了解，对激发青少年对机械构造的热情有深远的影响。在课程学习中，无碳小车也作为学习教具，能够引起青少年对机械构造的思考。现有的无碳小车结构设计不合理，具有很大的局限性。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种凸轮式无碳小车，该小车将砝码的重力势能转换为行进轮的动能，从而实现小车行走。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种凸轮式无碳小车，包括车体框架、两个分别对称设置在车体框架左右两侧的行进轮、设置在车体框架前侧的转向轮以及用于控制两个行进轮转动前进的驱动机构，所述车体框架内设置有容纳腔，所述车体框架内设置有两端穿出容纳腔且分别连接在两个行进轮轴心的车轴，所述驱动机构包括砝码动力组件以及齿轮传送组件，所述齿轮传送组件包括驱动轴、主动齿轮以及从动齿轮，所述驱动轴与车轴平行，且转动设置在容纳腔内，所述从动齿轮固定套设在车轴上，所述主动齿轮固定套设在驱动轴上，所述主动齿轮与从动齿轮啮合，所述砝码动力组件包括收卷轮、抬升柱、安装架、定滑轮、牵引绳以及砝码，所述收卷轮固定套设在驱动轴上，所述车体框架具有一块顶板，所述抬升柱一端连接在顶板背向容纳腔的一面上，另一端背向顶板延伸，所述安装架设置在抬升柱背向顶板的一端上，所述定滑轮转动设置在安装架上，所述牵引绳一端固定连接在收卷轮的外周璧上，另一端穿出顶板，绕过定滑轮反向向顶板延伸，所述牵引绳在收卷轮上缠绕数圈，所述砝码连接在牵引绳远离收卷轮的一端上，当砝码向顶板移动时，牵引绳带动收卷轮转动，带动主动齿轮与从动齿轮啮合转动，两个行进轮转动。

作为本实用新型的进一步改进，还包括用于安装转向轮的安装座，所述顶板向前延伸有安装板，所述安装座转动设置在安装板面向容纳腔的一面上，所述安装座背向顶板的一面上设置有安装槽，所述转向轮转动设置在安装槽内，所述车体框架上还设置有控制安装座转动从而改变转向轮偏转角度的调节机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述调节机构包括滑移座、滑移杆、活动铰接组件、抵触杆、凸轮、安装杆以及弹簧，所述车体框架包括位于车轴两端的侧板，所述滑移座设置在侧板面向容纳腔的一面上，所述滑移座上设置有供滑移杆前后滑移的通孔，所述滑移杆滑动设置在通孔内，所述滑移杆靠近安装座的一端通过活动铰接组件连接在安装座上，所述凸轮连接在驱动轴穿出侧板的一端上，所述侧板上设置滑槽，所述抵触杆一端连接在滑移杆的外周璧上，另一端穿出滑槽，所述抵触杆与滑槽滑动连接，所述安装杆一端连接在安装座面向滑移杆的一面上，另一端背向安装座延伸，所述弹簧一端连接在车体框架上，另一端连接在安装杆远离安装座的一端上，所述弹簧保持抵触杆沿滑槽向凸轮移动，并保持与凸轮抵触，所述凸轮包括突出部，当凸轮转动至突出部与抵触杆抵触时，所述抵触杆以及滑移杆向安装座移动，活动铰接组件带动安装座转动，转向轮远离车体框架的一侧背向滑移杆转动，当凸轮转动至突出部与抵触杆脱离时，所述抵触杆以及滑移杆背向安装座移动，活动铰接组件带动安装座反向转动，转向轮远离车体框架的一侧面向滑移杆转动；所述活动铰接组件包括夹持板、横杆以及竖杆，所述夹持板连接在滑移杆靠近安装座的一端上，所述夹持板在水平面上设置有与滑移杆滑移方向呈30-150°夹角设置的限位槽，所述横杆与转向轮轴向平行设置在安装座面向滑移杆的一面上，所述竖杆一端连接在横杆上，另一端延伸至限位槽内，该竖杆与夹板铰接，并在限位槽内滑移。

作为本实用新型的进一步改进，所述车轴伸出容纳腔的一端固定套设有用于与行进轮连接的法兰盘，所述法兰盘与行进轮固定连接，所述法兰盘的轴心设置有第一轴孔，所述行进轮的轴心设置有第二轴孔，所述车轴穿过第一轴孔和第二轴孔，所述法兰盘还设置有若干个第一螺纹孔，所述行进轮上设置有若干个的第二螺纹孔，所述第一螺纹孔和第二螺纹孔同时螺纹连接有一个螺栓。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过设置砝码动力组件和齿轮传送组件，根据能量守恒原则，砝码下落的重力势能直接转化为小车前进的动能，能量损失少，小车前进能量来源直接由重物下落过程中减少的重力势能提供，节能环保。且结构简单，制造成本较低，本实用新型除了可应用在教学模具上，可以应用在玩具车，或是工厂流水线上自动送料车。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为车体框架放大视图；

图3为车体框架去除顶板后的内部视图；

图4为车体框架框架前侧视图；

图5为车体框架去除行进轮后的法兰盘的视图。

附图标记：1、车体框架；10、容纳腔；11、行进轮；110、第二轴孔；111、第二螺纹孔；12、转向轮；13、车轴；14、安装板；15、侧板；150、滑槽；16、顶板；21、砝码动力组件；211、收卷轮；212、抬升柱；213、安装架；214、定滑轮；215、牵引绳；216、砝码；22、齿轮传送组件；221、驱动轴；222、主动齿轮；223、从动齿轮；3、安装座；31、安装槽；5、调节机构；51、滑移座；510、通孔；52、滑移杆；53、活动铰接组件；531、夹持板；5310、限位槽；532、横杆；533、竖杆；54、凸轮；541、突出部；55、抵触杆；56、弹簧；57、安装杆；6、法兰盘；60、第一轴孔；62、第一螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

参照图1-5所示，本实施例的一种凸轮式无碳小车，包括车体框架1、两个分别对称设置在车体框架1左右两侧的行进轮11、设置在车体框架1前侧的转向轮12以及用于控制两个行进轮11转动前进的驱动机构，所述车体框架1内设置有容纳腔10，所述车体框架1内设置有两端穿出容纳腔10且分别连接在两个行进轮11轴心的车轴13，所述驱动机构包括砝码216动力组件21以及齿轮传送组件22，所述齿轮传送组件22包括驱动轴221、主动齿轮222以及从动齿轮223，所述驱动轴221与车轴13平行，且转动设置在容纳腔10内，所述从动齿轮223固定套设在车轴13上，所述主动齿轮222固定套设在驱动轴221上，所述主动齿轮222与从动齿轮223啮合，所述砝码216动力组件21包括收卷轮211、抬升柱212、安装架213、定滑轮214、牵引绳215以及砝码216，所述收卷轮211固定套设在驱动轴221上，所述车体框架1具有一块顶板16，所述抬升柱212一端连接在顶板16背向容纳腔10的一面上，另一端背向顶板16延伸，所述安装架213设置在抬升柱212背向顶板16的一端上，所述定滑轮214转动设置在安装架213上，所述牵引绳215一端固定连接在收卷轮211的外周璧上，另一端穿出顶板16，绕过定滑轮214反向向顶板16延伸，所述牵引绳215在收卷轮211上缠绕数圈，所述砝码216连接在牵引绳215远离收卷轮211的一端上，当砝码216向顶板16移动时，牵引绳215带动收卷轮211转动，带动主动齿轮222与从动齿轮223啮合转动，两个行进轮11转动。

本实施例中，车体框架1上设置的转向轮12和两个行进轮11呈三角形分布，且分别与地面接触将车体框架1水平撑起，转向轮12位于两个行进轮11的前方，在初始状态下，牵引绳215在收卷轮211上缠绕数圈，牵引绳215远离收卷轮211的一端连接有砝码216，所述砝码216放置于地面上，当需要驱使行进轮11转动，将牵引绳215连接有砝码216的一端绕在定滑轮214远离顶板16的一侧上，松开砝码216，在重力的作用下，砝码216向下移动，未缠绕在收卷轮211上的牵引绳215长度增加，带动收卷轮211以及驱动轴221转动，驱动力转动的同时，驱动轴221上的主动齿轮222与车轴13上的从动齿轮223啮合转动，带动两个行进轮11同时转动，小车在地面上行走。

本实用新型通过设置砝码216动力组件21和齿轮传送组件22，根据能量守恒原则，砝码216下落的重力势能直接转化为小车前进的动能，能量损失少，小车前进能量来源直接由重物下落过程中减少的重力势能提供，节能环保。且结构简单，制造成本较低，本实用新型除了可应用在教学模具上，可以应用在玩具车，或是工厂流水线上自动送料车。

作为改进的一种具体实施方式，还包括用于安装转向轮12的安装座3，所述顶板16向前延伸有安装板14，所述安装座3转动设置在安装板14面向容纳腔10的一面上，所述安装座3背向顶板16的一面上设置有安装槽31，所述转向轮12转动设置在安装槽31内，所述车体框架1上还设置有控制安装座3转动从而改变转向轮12偏转角度的调节机构5。

本实施例中安装座3转动设置在安装板14面向容纳腔10的一面上，安装座3转动的轴心线与水平面垂直，安装座3背向安装板14的一面上设置有下端开口的安装槽31，转向轮12转动设置在安装槽31内，且伸出安装槽31的一侧与地面抵触，当行进轮11转动时，转向轮12与地面摩擦转动，本实用新型通过设置调节机构5，能控制安装座3转动，从而改变了转向轮12偏转的角度，改变小车行驶的方向。

作为改进的一种具体实施方式，所述调节机构5包括滑移座51、滑移杆52、活动铰接组件53、抵触杆55、凸轮54、安装杆57以及弹簧56，所述车体框架1包括位于车轴13两端的侧板15，所述滑移座51设置在侧板15面向容纳腔10的一面上，所述滑移座51上设置有供滑移杆52前后滑移的通孔510，所述滑移杆52滑动设置在通孔510内，所述滑移杆52靠近安装座3的一端通过活动铰接组件53连接在安装座3上，所述凸轮54连接在驱动轴221穿出侧板15的一端上，所述侧板15上设置滑槽150，所述抵触杆55一端连接在滑移杆52的外周璧上，另一端穿出滑槽150，所述抵触杆55与滑槽150滑动连接，所述安装杆57一端连接在安装座3面向滑移杆52的一面上，另一端背向安装座3延伸，所述弹簧56一端连接在车体框架1上，另一端连接在安装杆57远离安装座3的一端上，所述弹簧56保持抵触杆55沿滑槽150向凸轮54移动，并保持与凸轮54抵触，所述凸轮54包括突出部541，当凸轮54转动至突出部541与抵触杆55抵触时，所述抵触杆55以及滑移杆52向安装座3移动，活动铰接组件53带动安装座3转动，转向轮12远离车体框架1的一侧背向滑移杆52转动，当凸轮54转动至突出部541与抵触杆55脱离时，所述抵触杆55以及滑移杆52背向安装座3移动，活动铰接组件53带动安装座3反向转动，转向轮12远离车体框架1的一侧面向滑移杆52转动；所述活动铰接组件53包括夹持板531、横杆532以及竖杆533，所述夹持板531连接在滑移杆52靠近安装座3的一端上，所述夹持板531在水平面上设置有与滑移杆52滑移方向呈30-150°夹角设置的限位槽5310，所述横杆532与转向轮12轴向平行设置在安装座3面向滑移杆52的一面上，所述竖杆533一端连接在横杆532上，另一端延伸至限位槽5310内，该竖杆533与夹板铰接，并在限位槽5310内滑移。

本实施例中，滑移杆52位于容纳腔10内，且滑动设置在滑移座51上，滑移杆52通过活动铰接组件53与安装座3连接，当滑移杆52沿滑移座51上的通孔510向安装座3移动时，活动铰接带动安装座3转动，转向轮12远离车体框架1的一侧背向滑移杆52转动，小车行驶方向改变，当滑移杆52沿滑移座51上的通孔510背向安装座3移动时，转向轮12远离车体框架1的一端面向滑移杆52转动，小车行驶又一次改变，本实施例中通过设置凸轮54，抵触杆55、弹簧56以及安装杆57，实现小车在行进过程中的同时，调节转向轮12的转向，凸轮54设置在驱动轴221伸出侧板15的一侧上，抵触杆55一端设置在滑移杆52上，另一端穿出滑槽150，弹簧56连接在安装杆57和车体框架1上，保持抵触杆55沿滑移座51背向安装座3移动，抵触杆55移动至滑槽150远离安装座3一侧的内壁抵触，当砝码216下落时，通过砝码216动力组件21和齿轮传送组件22，使得车轴13以及车轴13两端的行进轮11转动，设置在车轴13上的凸轮54转动，当凸轮54的突出部541转动至与抵触杆55抵触时，抵触杆55以及滑移杆52向安装座3移动，活动铰接组件53中，夹持板531向安装座3移动，位于限位槽5310内的竖杆533以及连接在安装座3上横杆532转动，并带动安装座3转动，转向轮12远离车体框架1的一侧背向滑移杆52转动，当凸轮54的突出部541转动至与抵触杆55脱离时，抵触杆55以及滑移杆52背向安装座3移动，活动铰接组件53中，夹持板531背向安装座3移动，位于限位槽5310内的竖杆533以及连接在安装座3上横杆532反向转动，并带动安装座3反向转动，转向轮12远离车体框架1的一侧面向滑移杆52转动，本实施例在上述过程中，竖杆533始终位于限位槽5310内，且相对限位槽5310滑移。

本实用新型的调节机构5中，通过凸块与抵触杆55的抵触以及弹簧56回复的弹力，使得滑移杆52在小车行驶的过程中，在滑移座51内前后滑移，并通过活动铰接组件53带动安装座3转动，从而改变了小车行驶的方向，可以进一步改变凸轮54的形状，来改变滑移杆52滑动的距离，从而控制小车行驶的方向，结构简单，自动化程度高，可使得小车在非直道的轨道上行驶，趣味性高。

作为改进的一种具体实施方式，所述车轴13伸出容纳腔10的一端固定套设有用于与行进轮11连接的法兰盘6，所述法兰盘6与行进轮11固定连接，所述法兰盘6的轴心设置有第一轴孔60，所述行进轮11的轴心设置有第二轴孔110，所述车轴13穿过第一轴孔60和第二轴孔110，所述法兰盘6还设置有若干个第一螺纹孔62，所述行进轮11上设置有若干个的第二螺纹孔111，所述第一螺纹孔62和第二螺纹孔111同时螺纹连接有一个螺栓7。

通过上述技术方案，通过螺栓7螺纹连接第一螺纹孔62和第二螺纹孔111，使得行进轮11能固定在法兰盘6上，当需要更换行进轮11时，通过拧下螺栓7，即可取下行进轮11，重新安装时，将车轴13穿过行进轮11的第二轴孔110，再拧回螺栓7即可，拆卸简单，提高了本实用新型的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.凸轮式无碳小车，其特征在于：包括车体框架(1)、两个分别对称设置在车体框架(1)左右两侧的行进轮(11)、设置在车体框架(1)前侧的转向轮(12)以及用于控制两个行进轮(11)转动前进的驱动机构，所述车体框架(1)内设置有容纳腔(10)，所述车体框架(1)内设置有两端穿出容纳腔(10)且分别连接在两个行进轮(11)轴心的车轴(13)，所述驱动机构包括砝码(216)动力组件(21)以及齿轮传送组件(22)，所述齿轮传送组件(22)包括驱动轴(221)、主动齿轮(222)以及从动齿轮(223)，所述驱动轴(221)与车轴(13)平行，且转动设置在容纳腔(10)内，所述从动齿轮(223)固定套设在车轴(13)上，所述主动齿轮(222)固定套设在驱动轴(221)上，所述主动齿轮(222)与从动齿轮(223)啮合，所述砝码(216)动力组件(21)包括收卷轮(211)、抬升柱(212)、安装架(213)、定滑轮(214)、牵引绳(215)以及砝码(216)，所述收卷轮(211)固定套设在驱动轴(221)上，所述车体框架(1)具有一块顶板(16)，所述抬升柱(212)一端连接在顶板(16)背向容纳腔(10)的一面上，另一端背向顶板(16)延伸，所述安装架(213)设置在抬升柱(212)背向顶板(16)的一端上，所述定滑轮(214)转动设置在安装架(213)上，所述牵引绳(215)一端固定连接在收卷轮(211)的外周璧上，另一端穿出顶板(16)，绕过定滑轮(214)反向向顶板(16)延伸，所述牵引绳(215)在收卷轮(211)上缠绕数圈，所述砝码(216)连接在牵引绳(215)远离收卷轮(211)的一端上，当砝码(216)向顶板(16)移动时，牵引绳(215)带动收卷轮(211)转动，带动主动齿轮(222)与从动齿轮(223)啮合转动，两个行进轮(11)转动。

2.根据权利要求1所述的凸轮式无碳小车，其特征在于：还包括用于安装转向轮(12)的安装座(3)，所述顶板(16)向前延伸有安装板(14)，所述安装座(3)转动设置在安装板(14)面向容纳腔(10)的一面上，所述安装座(3)背向顶板(16)的一面上设置有安装槽(31)，所述转向轮(12)转动设置在安装槽(31)内，所述车体框架(1)上还设置有控制安装座(3)转动从而改变转向轮(12)偏转角度的调节机构(5)。

3.根据权利要求2所述的凸轮式无碳小车，其特征在于：所述调节机构(5)包括滑移座(51)、滑移杆(52)、活动铰接组件(53)、抵触杆(55)、凸轮(54)、安装杆(57)以及弹簧(56)，所述车体框架(1)包括位于车轴(13)两端的侧板(15)，所述滑移座(51)设置在侧板(15)面向容纳腔(10)的一面上，所述滑移座(51)上设置有供滑移杆(52)前后滑移的通孔(510)，所述滑移杆(52)滑动设置在通孔(510)内，所述滑移杆(52)靠近安装座(3)的一端通过活动铰接组件(53)连接在安装座(3)上，所述凸轮(54)连接在驱动轴(221)穿出侧板(15)的一端上，所述侧板(15)上设置滑槽(150)，所述抵触杆(55)一端连接在滑移杆(52)的外周璧上，另一端穿出滑槽(150)，所述抵触杆(55)与滑槽(150)滑动连接，所述安装杆(57)一端连接在安装座(3)面向滑移杆(52)的一面上，另一端背向安装座(3)延伸，所述弹簧(56)一端连接在车体框架(1)上，另一端连接在安装杆(57)远离安装座(3)的一端上，所述弹簧(56)保持抵触杆(55)沿滑槽(150)向凸轮(54)移动，并保持与凸轮(54)抵触，所述凸轮(54)包括突出部(541)，当凸轮(54)转动至突出部(541)与抵触杆(55)抵触时，所述抵触杆(55)以及滑移杆(52)向安装座(3)移动，活动铰接组件(53)带动安装座(3)转动，转向轮(12)远离车体框架(1)的一侧背向滑移杆(52)转动，当凸轮(54)转动至突出部(541)与抵触杆(55)脱离时，所述抵触杆(55)以及滑移杆(52)背向安装座(3)移动，活动铰接组件(53)带动安装座(3)反向转动，转向轮(12)远离车体框架(1)的一侧面向滑移杆(52)转动；所述活动铰接组件(53)包括夹持板(531)、横杆(532)以及竖杆(533)，所述夹持板(531)连接在滑移杆(52)靠近安装座(3)的一端上，所述夹持板(531)在水平面上设置有与滑移杆(52)滑移方向呈30-150°夹角设置的限位槽(5310)，所述横杆(532)与转向轮(12)轴向平行设置在安装座(3)面向滑移杆(52)的一面上，所述竖杆(533)一端连接在横杆(532)上，另一端延伸至限位槽(5310)内，该竖杆(533)与夹板铰接，并在限位槽(5310)内滑移。

4.根据权利要求1所述的凸轮式无碳小车，其特征在于：所述车轴(13)伸出容纳腔(10)的一端固定套设有用于与行进轮(11)连接的法兰盘(6)，所述法兰盘(6)与行进轮(11)固定连接，所述法兰盘(6)的轴心设置有第一轴孔(60)，所述行进轮(11)的轴心设置有第二轴孔(110)，所述车轴(13)穿过第一轴孔(60)和第二轴孔(110)，所述法兰盘(6)还设置有若干个第一螺纹孔(62)，所述行进轮(11)上设置有若干个的第二螺纹孔(111)，所述第一螺纹孔(62)和第二螺纹孔(111)同时螺纹连接有一个螺栓。

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