CN211462056U - 一种基于带传动的无级变速s型无碳小车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于带传动的无级变速S型无碳小车，其包括原动机构、传动机构、转向机构、车架机构、驱动机构和微调机构。通过细绳，皮带，齿轮使原动机构，转向机构，驱动机构相连接，细绳带动绕线轴转动，齿轮带动后轮轴转动，皮带带动导向轴转动，从而使前轮左右往复摆动。实现小车按照正弦轨迹前进，成功绕桩。本发明是一种结构新颖，具有一定调节能力，且调节快速方便的S型无碳小车。

Description

一种基于带传动的无级变速S型无碳小车

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种S型RSSR结构的无碳小车。

背景技术

近年来，环境保护问题已经越来越得到重视，低碳的要求愈来愈高。而无碳小车作为“全国大学生工程训练综合能力竞赛”的项目之一，对提升大学生创新意识、动手实践能力和团队合作精神等综合能力有着巨大帮助。S型轨迹无碳小车运动作为近几年的重要比赛项目，设计要求变得更加严谨。S型轨迹的实现主要取决于转向机构，但是由于加工精度、设计漏洞、轨道平整等问题，都会造成不可避免的误差。因此，大当前多数小车都有微调机构。

目前，以重力势能驱动的S形行走轨迹的无碳小车主要由原动机构、传动机构、转向机构、车架机构、驱动机构和微调机构组成。其中以连杆结构作为转向机构的的无碳小车常采用调节曲柄的长度实现小车周期的改变，使小车满足绕过不同桩距的赛道的要求。但调节了曲柄长度，进而会改变小车前轮角度，还需要再去调节连杆长度和微调机构才能再次使小车得到理想的S形直线行走轨迹，使小车的调试的复杂繁琐，难度增加。

发明内容

本发明研制了一种结构新颖，可以更加方便，快捷调节小车周期的一种S 型无碳小车，将转向的调整与周期的改变独立开来，互不影响，解决了现有连杆结构无碳小车的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种S型无碳小车，该无碳小车包括包括原动机构、传动机构、转向机构、车架机构、驱动机构和微调机构；所述的原动机构通过三根导向杆固定在车架机构上，细线一端固定在原动机构的砝码上，一端缠绕在传动机构的绕线轴上；所述的传动机构中的导向轴与转向机构中的曲柄通过螺母固定；所述的转向机构通过支架固定在车架机构上；所述的驱动机构中的主动轮与从动轮固定在传动机构的后轮轴上。

所述的原动机构包括砝码、细绳、定滑轮2、定滑轮轴3、定滑轮架1和砝码支架4，所述定滑轮架1安装在砝码支架4中两根长杆的上部，砝码支架4 固定在车架底板25上，定滑轮2套在定滑轮轴3上，定滑轮轴3安装在定滑轮架1上，砝码固定在细绳的一端，细绳绕过定滑轮2，另一端与传动机构固定，将动力传递到传动机构。

所述的传动机构包括绕线轴8、后轮轴9、大齿轮10、小齿轮11、皮带7、导向轴13，细绳27的一端缠绕在绕线轴8上，小齿轮11固定在后轮轴9上，大齿轮10固定在绕线轴8上，小齿轮11与大齿轮10啮合，并带动后轮轴9的转动，皮带7套在绕线轴8和导向轴13的周期螺母24上，将动力传递到转向机构。

所述的转向机构包括曲柄15、连杆17、摇杆18、导向轴13、关节轴承16、微调杆21、周期螺母24、千分尺微分头22；所属的曲柄15与连杆17、摇杆18 连接在一起，固定在导向轴13上，一端与关节轴承16连接；所述的微调杆21 千分尺微分头22固定在前叉20上；所述的前叉20与前轮23固定在一起，并安装在前支座14上；所述的前支座14与前盖板19固定在前支座14上；所述的前支座14与后支座6一起固定在车架底板25上。

所述的驱动机构还包括主动轮12、从动轮5、后轮轴9；所述的后轮轴9 在后支座6的轴孔内转动，主动轮12和从动轮5分别套在后轮轴9的两侧。

所述的车架机构包括车架底板25、前支座14、前盖板19和后支座6；所述的前支座14和后支座6通过螺栓固定在车架底板25上；所述的前盖板19通过螺栓固定在前支座14上；所述的驱动机构设置在车架底板25的后侧；所述的传动机构设置在车架底板25的右上方；所述的原动机构设置在车架底板25的上方；所述转向机构设置在车架底板25的前侧；所述的微调机构设置在车架底板 25的前侧。

所述的微调机构包括曲柄15、关节轴承16、连杆17、摇杆18、微调杆21 和千分尺微分头22；所述的连杆17两端通过螺纹与关节轴承16连接组成微调机构一；所述的微调机构一的一端通过螺栓与曲柄15连接，另一端通过螺栓与摇杆18连接；所述的摇杆18和微调杆21通过螺栓固定；所述的微调杆21通过前叉20、轴承和螺母安装在前盖板19上；所述的千分尺微分头22固定在微调杆21的一端，其底端与摇杆18接触；所述的摇杆18、微调杆21和千分尺微分头22组成微调机构二。

本发明的有益效果为：

1、本发明中的转向机构处有微调机构，便于快速且准确的调节出预设轨迹且能够弥补转向机构零件磨损及拆装造成的运行轨迹误差；

2、本发明结构精巧，装配容易；采用了曲柄连杆机构,采用微调和连杆长度的改变,调节前轮转动角度的大小从而满足障碍物间距变化造成的路线改变。转向轴承为鱼眼杆端关节轴承,可以满足一定角度的空间任意方向的全尺寸旋转；有标准件可直接购买,降低了制作成本，便于批量生产。

3、本发明中的传动机构采用皮带传动，实现无级变速，便于调节周期，使小车轨迹更加准确；

4、本发明中的启动块增大了线绳的缠绕半径，从而增大了小车的启动力矩，能很好地克服小车的启动摩擦阻力矩，提供了小车充足的起步动力。

附图说明

图1为本发明的整体结构的主视图

图2为本发明的整体结构的俯视图

图3为本发明传动机构的结构示意图

图4为本发明微调机构的结构示意图

图中：1、定滑轮架2、定滑轮3、定滑轮轴4、砝码支架5、从动轮6、后支座7、O型密封圈8、绕线轴9、后轮轴10、大齿轮11、小齿轮12、主动轮13、导向轴14、前支座15、曲柄16、关节轴承17、连杆18、摇杆19、前盖板20、前叉21、微调杆22、千分尺微分头23、前轮24、周期螺母25、车架底板26、砝码27、细绳

具体实施方式

参阅图1，一种基于带传动的无级变速S型无碳小车包括原动机构、传动机构、转向机构、车架机构、驱动机构和微调机构。

参阅图4，所述的传动机构包括绕线轴8、后轮轴9、大齿轮10、小齿轮 11、皮带7、导向轴13，细绳27的一端缠绕在绕线轴8上，小齿轮11固定在后轮轴9上，大齿轮10固定在绕线轴8上，小齿轮11与大齿轮10啮合，并带动后轮轴9的转动，皮带7套在绕线轴8和导向轴13的周期螺母24上，将动力传递到转向机构。

参阅图1和图2，所述的微调机构包括曲柄15、关节轴承16、连杆17、摇杆18、微调杆21和千分尺微分头22；所述的连杆17两端通过螺纹与关节轴承16连接组成微调机构一；所述的微调机构一的一端通过螺栓与曲柄15连接，另一端通过螺栓与摇杆18连接；所述的摇杆18和微调杆21通过螺栓固定；所述的微调杆21通过前叉20、轴承和螺母安装在前盖板19上；所述的千分尺微分头22固定在微调杆21的一端，其底端与摇杆18接触；所述的摇杆18、微调杆21和千分尺微分头22组成微调机构二。

一种基于带传动的无级变速S型无碳小车的工作原理：细绳的一端绕过定滑轮与砝码相连，砝码在三根砝码支架组成的导向装置内随细绳做竖直运动，细绳另一端缠绕在绕线轴上。绕线轴设计成锥形轴，细绳从锥形轴细端缠绕到粗端，以此克服小车因启动力矩大导致的难以启动的问题，并能实现全程动力均匀，使小车匀速前进，减少因速度变化问题对小车轨迹的影响。释放砝码，通过细绳的连接，砝码的下落带动绕线轴的转动，绕线轴上的大齿轮随绕线轴转动，大齿轮通过与安装在后轮轴上的小齿轮的啮合，带动后轮轴的转动。与后轮轴固定的主动轮随即转动，从而小车开始前进。皮带将绕线轴转动的动力传递到导向轴，导向轴的转动使得其上的曲柄一起转动。曲柄的转动通过连杆的连接，使与小车前轮固定的摇杆，前叉一起做周期性摆动，实现小车的转向。因为齿轮和皮带的衔接作用，使得导向轴和后轮轴一起随绕线轴的转动而转动，所以小车前进和转向同时进行，从而小车走出S型轨迹。

本发明提供的一种特殊结构的周期螺母的工作原理；导向轴的一端与曲柄连接，另一端与周期螺母配合。导向轴与周期螺母配合的一端攻有外螺纹，特殊结构的周期螺母内攻有螺纹，以此可以实现周期螺母的旋进与旋出。周期螺母旋进时，皮带传动比变小，小车轨迹周期变短，周期螺母旋出时，皮带传动比大，小车轨迹周期变长。由于本发明一种特殊结构周期螺母的设计，使得周期的调整与转向机构完全分离，二者互不影响。所以小车的调节更简便快捷，可调节范围更广，调节能力更强。

Claims (7)

1.一种S型无碳小车，其特征在于，该无碳小车包括原动机构、传动机构、转向机构、车架机构、驱动机构和微调机构；所述的原动机构通过三根导向杆固定在车架机构上，细线一端固定在原动机构的砝码上，一端缠绕在传动机构的绕线轴上；所述的传动机构中的导向轴与转向机构中的曲柄通过螺母固定；所述的转向机构通过支架固定在车架机构上；所述的驱动机构中的主动轮与从动轮固定在传动机构的后轮轴上。

2.根据权利要求1所述的一种S型无碳小车，其特征在于：所述的原动机构包括砝码(26)、细绳(27)、定滑轮(2)、定滑轮轴(3)、定滑轮架(1)和砝码支架(4)，所述定滑轮架(1)安装在砝码支架(4)中两根长杆的上部，砝码支架(4)固定在车架底板(25)上，定滑轮(2)套在定滑轮轴(3)上，定滑轮轴(3)安装在定滑轮架(1)上，砝码(26)固定在细绳(27)的一端，细绳(27)绕过定滑轮(2)，另一端与传动机构固定，将动力传递到传动机构。

3.根据权利要求2所述的一种S型无碳小车，其特征在于：所述的传动机构包括绕线轴(8)、后轮轴(9)、大齿轮(10)、小齿轮(11)、皮带(7)、导向轴(13)，细绳(27)的一端缠绕在绕线轴(8)上，小齿轮(11)固定在后轮轴(9)上，大齿轮(10)固定在绕线轴(8)上，小齿轮(11)与大齿轮(10)啮合，并带动后轮轴(9)的转动，皮带(7)套在绕线轴(8)和导向轴(13)的周期螺母(24)上，将动力传递到转向机构。

4.根据权利要求2所述的一种S型无碳小车，其特征在于：所述的转向机构包括曲柄(15)、连杆(17)、摇杆(18)、导向轴(13)、关节轴承(16)、微调杆(21)、周期螺母(24)、千分尺微分头(22)；所属的曲柄(15)与连杆(17)、摇杆(18)连接在一起，固定在导向轴(13)上，一端与关节轴承(16)连接；所述的微调杆(21)千分尺微分头(22)固定在前叉(20)上；所述的前叉(20)与前轮(23)固定在一起，并安装在前支座(14)上；所述的前支座(14)与前盖板(19)固定在前支座(14)上；所述的前支座(14)与后支座(6)一起固定在车架底板(25)上。

5.根据权利要求2所述的一种S型无碳小车，其特征在于：所述的驱动机构还包括主动轮(12)、从动轮(5)、后轮轴(9)；所述的后轮轴(9)在后支座(6)的轴孔内转动，主动轮(12)和从动轮(5)分别套在后轮轴(9)的两侧。

6.根据权利要求1所述的一种S型无碳小车，其特征在于：所述的车架机构包括车架底板(25)、前支座(14)、前盖板(19)和后支座(6)；所述的前支座(14)和后支座(6)通过螺栓固定在车架底板(25)上；所述的前盖板(19)通过螺栓固定在前支座(14)上；所述的驱动机构设置在车架底板(25)的后侧；所述的传动机构设置在车架底板(25)的右上方；所述的原动机构设置在车架底板(25)的上方；所述转向机构设置在车架底板(25)的前侧；所述的微调机构设置在车架底板(25)的前侧。

7.根据权利要求6所述的一种S型无碳小车，其特征在于：所述的微调机构包括曲柄(15)、关节轴承(16)、连杆(17)、摇杆(18)、微调杆(21)和千分尺微分头(22)；所述的连杆(17)两端通过螺纹与关节轴承(16)连接组成微调机构一；所述的微调机构一的一端通过螺栓与曲柄(15)连接，另一端通过螺栓与摇杆(18)连接；所述的摇杆(18)和微调杆(21)通过螺栓固定；所述的微调杆(21)通过前叉(20)、轴承和螺母安装在前盖板(19)上；所述的千分尺微分头(22)固定在微调杆(21)的一端，其底端与摇杆(18)接触；所述的摇杆(18)、微调杆(21)和千分尺微分头(22)组成微调机构二。

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