以重力勢能驅動的可行走s形路線的小車的制作方法
【專利摘要】一種以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車。其由車體部分、轉向機構和驅動機構組成；車體部分由小車底板、驅動軸支架、前叉安裝架、重物支架和重物支架安裝架組成；驅動機構由驅動軸、鎖緊螺套、固定軸、左驅動輪、右驅動輪、驅動齒輪、前輪、重物、前車叉、比例定滑輪和兩根線繩組成；轉向機構由從動齒輪、連桿和前車叉擺桿組成。本發明提供的小車具有以下優點：整車重心降到最低，有利于車的穩定性；可利用調節連桿長度方法來準確改變前輪轉角，從而方便調試小車；驅動軸上的錐形繞線槽可以改變小車在運行過程中對不同力矩的要求，從而避免小車一路加速的情形；結構簡單，操作方便，成本低廉，行走距離較長。
【專利說明】以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車
【技術領域】
[0001]本發明屬于機械設備【技術領域】，特別是涉及一種以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車。
【背景技術】
[0002]目前全國大學生工程能力綜合競賽中出現多種形式的可越障無碳小車，無碳小車要求做成三輪車的形式，能夠按S形的軌跡前進，并以小車前行的距離和成功繞障的數量來綜合評定成績。此過程對小車的設計和加工有著嚴格的要求，特別是小車的轉向機構，并且要在短時間內進行拆解并重新組裝，且能夠精準地控制小車的行駛軌跡。目前，參賽的多數小車是通過差速器進行驅動，且通過端面凸輪的形狀控制小車方向，此方案的缺點是加工成本高，并且其軌跡半徑是通過調節桿的長短進行調節，因此操作復雜，而且不易控制。

【發明內容】

[0003]為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種能夠按照一定的周期性長距離自動避開賽道上設置的障礙物，同時具有可調節性，因此能夠適應賽道上障礙物間距改變的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車。
[0004]為了達到上述目的，本發明提供的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車由車體部分、轉向機構和驅動機構組成；其中車體部分由小車底板、驅動軸支架、前叉安裝架、重物支架和重物支架安裝架組成，小車底板的前部向上傾斜形成；重物支架安裝架安裝在小車底板中部兩側，驅動軸支架安裝在小車底板后部兩側，前叉安裝架設置在小車底板前部；重物支架由兩塊鈑金件彎板組成，上端固定在一塊橫板上，下端連接在重物支架安裝架上；驅動機構由驅動軸、鎖緊螺套、固定軸、左驅動輪、右驅動輪、驅動齒輪、前輪、重物、前車叉、比例定滑輪和兩根線繩組成；其中前車叉安裝在前叉安裝架上，前輪則安裝在前車叉上；固定軸水平安裝在重物支架上端，并且其上安裝有比例定滑輪；比例定滑輪由一體形成且并排設置的大徑輪和小徑輪組成；驅動軸水平安裝在驅動軸支架的上部，左側安裝有驅動齒輪，中間部位形成有圓錐形的繞線槽，右側安裝有鎖緊螺套；左驅動輪和右驅動輪利用單向軸承安裝在驅動軸的兩端；一根線繩的一端固定有重物，另一端繞過比例定滑輪的小徑輪后鎖定在該輪外部邊緣的孔中；另一根線繩的一端繞過比例定滑輪上的大徑輪后鎖定在該輪外部邊緣的孔中，另一端繞過驅動軸上錐形繞線槽后固定在鎖緊螺套上；所述的轉向機構由從動齒輪、連桿和前車叉擺桿組成；從動齒輪的中部安裝在重物支架安裝架左側面上，并且與驅動齒輪相嚙合；從動齒輪上沿徑向形成一條槽，用來固定連桿一端的萬向軸承，同時能夠調整連桿隨從動齒輪轉動的半徑，連桿的另一端通過萬向軸承與前車叉擺桿外端相連，而前車叉擺桿的另一端則安裝在前車叉上。
[0005]所述的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車還設有與其配套使用的啟動組件，啟動組件由T形基準板和L形起車板組成；其中T形基準板的下端鉸接在L形起車板的垂直邊前端上部。[0006]本發明提供的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車具有以下優點:1.小車底板距離地面只有5mm，整車重心降到最低，有利于車的穩定性；2.小車起動由啟動模塊輔助確定起動角度和初始位置，可以精確控制小車的行駛方向，使小車按照特定的運動軌跡和范圍行駛；3.可利用調節連桿長度的方法來準確改變前輪轉角，從而方便調試小車；
4.驅動軸上的錐形繞線槽可以改變小車在運行過程中對不同力矩的要求，即起車時力矩要求大，運行過程中力矩要求小，從而避免小車一路加速的情形；5.本裝置結構簡單，操作方便，成本低廉，行走距離較長，可以達到30米以上；6.改變連桿一端在從動齒輪上的徑向位置可以改變小車運動周期，從而適應不同障礙物間距。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發明提供的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車結構立體圖。
[0008]圖2為圖1示出的小車上轉向機構和驅動機構部分結構示意圖。
[0009]圖3為圖1示出的小車上車體部分結構示意圖。
[0010]圖4為圖1示出的小車上比例定滑輪結構示意圖。
[0011]圖5為圖1示出的小車上從動齒輪結構示意圖。
[0012]圖6為圖1示出的小車上驅動軸結構示意圖。
[0013]圖7和圖8分別為與圖1示出的小車相配套使用的啟動組件結構示意圖。
[0014]圖9為圖1示出的小車行車路線示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車進行詳細說明。
[0016]如圖1一圖6所示，本發明提供的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車由車體部分、轉向機構和驅動機構組成；其中車體部分由小車底板11、驅動軸支架17、前叉安裝架7、重物支架3和重物支架安裝架15組成，小車底板11的前部向上傾斜形成；重物支架安裝架15安裝在小車底板11中部兩側，驅動軸支架17安裝在小車底板11后部兩側，前叉安裝架7設置在小車底板11前部；重物支架3由兩塊鈑金件彎板組成，上端固定在一塊橫板上，下端連接在重物支架安裝架15上；驅動機構由驅動軸20、鎖緊螺套21、固定軸2、左驅動輪18、右驅動輪6、驅動齒輪19、前輪8、重物5、前車叉9、比例定滑輪I和兩根線繩4組成；其中前車叉9安裝在前叉安裝架7上，前輪8則安裝在前車叉9上；固定軸2水平安裝在重物支架3上端，并且其上安裝有比例定滑輪I ;比例定滑輪I由一體形成且并排設置的大徑輪和小徑輪組成；驅動軸20水平安裝在驅動軸支架17的上部，左側安裝有驅動齒輪19，中間部位形成有圓錐形的繞線槽，右側安裝有鎖緊螺套21 ;左驅動輪18和右驅動輪6利用單向軸承安裝在驅動軸20的兩端；一根線繩4的一端固定有重物5，另一端繞過比例定滑輪I的小徑輪后鎖定在該輪外部邊緣的孔中；另一根線繩4的一端繞過比例定滑輪I上的大徑輪后鎖定在該輪外部邊緣的孔中，另一端繞過驅動軸20上錐形繞線槽后固定在鎖緊螺套21上；所述的轉向機構由從動齒輪16、連桿13和前車叉擺桿10組成；從動齒輪16的中部安裝在重物支架安裝架15左側面上，并且與驅動齒輪19相嚙合；從動齒輪16上沿徑向形成一條槽，用來固定連桿13 —端的萬向軸承12，同時能夠調整連桿13隨從動齒輪16轉動的半徑，連桿13的另一端通過萬向軸承12與前車叉擺桿10外端相連，而前車叉擺桿10的另一端則安裝在前車叉9上。
[0017]如圖7—圖8所示，所述的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車還設有與其配套使用的啟動組件，啟動組件由T形基準板22和L形起車板23組成；其中T形基準板22的下端鉸接在L形起車板23的垂直邊前端上部。
[0018]現將本發明提供的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車工作原理闡述如下:如圖9所示，首先將啟動組件以L形起車板23上垂直邊接觸在地面的方式平放在比賽場地的地面上，使T形基準板22上部的水平直邊外側邊緣與跑道起點線重合，同時使T形基準板22下部的垂直邊中線與跑道中心線對齊，固定住T形基準板22，然后沿圖中箭頭所示方向在水平面內調節L形起車板23相對于T形基準板22的角度，以使小車適應賽道，然后向后旋轉小車上的驅動輪20以使重物5慢慢上升到400mm的高度，此時，與重物5相連的線繩4將纏繞在比例定滑輪I的小徑輪上，另一根線繩4的下端則纏繞在驅動軸20的圓錐形繞線槽內，小車準備完畢；之后將左驅動輪18和右驅動輪6的后端同時貼靠在L形起車板23的底面上，放開小車，重物5將下落，當重物5下降時將利用線繩4帶動驅動軸20轉動，驅動軸20再帶動左驅動輪18和右驅動輪6旋轉，從而使小車前行，同時驅動軸20將帶動驅動齒輪19 一起轉動，驅動齒輪19再帶動與之嚙合的從動齒輪16 —起轉動，從而通過曲柄連桿機構帶動前輪8進行周期性擺動，由此使小車在重物5下落過程中按照S形軌跡前行，從動齒輪16通過連桿機構準確控制小車前行周期，當重物5下落完成后還可利用小車慣性延長小車行駛距離。
【權利要求】
1.一種以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車，其特征在于:其由車體部分、轉向機構和驅動機構組成；其中車體部分由小車底板(11)、驅動軸支架(17)、前叉安裝架(7)、重物支架(3 )和重物支架安裝架(15 )組成，小車底板(11)的前部向上傾斜形成；重物支架安裝架(15)安裝在小車底板(11)中部兩側，驅動軸支架(17)安裝在小車底板(11)后部兩側，前叉安裝架(7 )設置在小車底板(11)前部；重物支架(3 )由兩塊鈑金件彎板組成，上端固定在一塊橫板上，下端連接在重物支架安裝架(15)上；驅動機構由驅動軸(20)、鎖緊螺套(21)、固定軸(2)、左驅動輪(18)、右驅動輪(6)、驅動齒輪(19)、前輪(8)、重物(5)、前車叉(9)、比例定滑輪(I)和兩根線繩(4)組成；其中前車叉(9)安裝在前叉安裝架(7)上，前輪(8)則安裝在前車叉(9)上；固定軸(2)水平安裝在重物支架(3)上端，并且其上安裝有比例定滑輪(I);比例定滑輪(I)由一體形成且并排設置的大徑輪和小徑輪組成；驅動軸(20)水平安裝在驅動軸支架(17)的上部，左側安裝有驅動齒輪(19)，中間部位形成有圓錐形的繞線槽，右側安裝有鎖緊螺套(21);左驅動輪(18)和右驅動輪(6)利用單向軸承安裝在驅動軸(20)的兩端；一根線繩(4)的一端固定有重物(5)，另一端繞過比例定滑輪(I)的小徑輪后鎖定在該輪外部邊緣的孔中；另一根線繩(4)的一端繞過比例定滑輪(I)上的大徑輪后鎖定在該輪外部邊緣的孔中，另一端繞過驅動軸(20)上錐形繞線槽后固定在鎖緊螺套(21)上；所述的轉向機構由從動齒輪(16)、連桿(13)和前車叉擺桿(10)組成；從動齒輪(16)的中部安裝在重物支架安裝架(15)左側面上，并且與驅動齒輪(19)相嚙合；從動齒輪(16)上沿徑向形成一條槽，用來固定連桿(13) —端的萬向軸承(12)，同時能夠調整連桿(13)隨從動齒輪(16)轉動的半徑，連桿(13)的另一端通過萬向軸承(12)與前車叉擺桿(10)外端相連，而前車叉擺桿(10)的另一端則安裝在前車叉(9)上。
2.根據權利要求1所述的以重力勢能驅動的可行走S形路線的小車，其特征在于:所述的小車還設有與其配套使用的啟動組件，啟動組件由T形基準板(22)和L形起車板(23)組成；其中T形基準板(22)的下端鉸接在L形起車板(23)的垂直邊前端上部。
【文檔編號】A63H17/00GK103638683SQ201310541486
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年11月4日 優先權日:2013年11月4日
【發明者】金玉陽, 董艇艦, 劉穩, 路立三, 馬伎伸, 周建龍, 鐘寧偉 申請人:中國民航大學