以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)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(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車。其由車體部分、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；車體部分由小車底板、驅(qū)動(dòng)軸支架、前叉安裝架、重物支架和重物支架安裝架組成；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)軸、鎖緊螺套、固定軸、左驅(qū)動(dòng)輪、右驅(qū)動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)齒輪、前輪、重物、前車叉、比例定滑輪和兩根線繩組成；轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由從動(dòng)齒輪、連桿和前車叉擺桿組成。本發(fā)明提供的小車具有以下優(yōu)點(diǎn)：整車重心降到最低，有利于車的穩(wěn)定性；可利用調(diào)節(jié)連桿長度方法來準(zhǔn)確改變前輪轉(zhuǎn)角，從而方便調(diào)試小車；驅(qū)動(dòng)軸上的錐形繞線槽可以改變小車在運(yùn)行過程中對(duì)不同力矩的要求，從而避免小車一路加速的情形；結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低廉，行走距離較長。
【專利說明】以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車。
【背景技術(shù)】
[0002]目前全國大學(xué)生工程能力綜合競(jìng)賽中出現(xiàn)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(jìn)，并以小車前行的距離和成功繞障的數(shù)量來綜合評(píng)定成績。此過程對(duì)小車的設(shè)計(jì)和加工有著嚴(yán)格的要求，特別是小車的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，并且要在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行拆解并重新組裝，且能夠精準(zhǔn)地控制小車的行駛軌跡。目前，參賽的多數(shù)小車是通過差速器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，且通過端面凸輪的形狀控制小車方向，此方案的缺點(diǎn)是加工成本高，并且其軌跡半徑是通過調(diào)節(jié)桿的長短進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此操作復(fù)雜，而且不易控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)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(dòng)避開賽道上設(shè)置的障礙物，同時(shí)具有可調(diào)節(jié)性，因此能夠適應(yīng)賽道上障礙物間距改變的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車由車體部分、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；其中車體部分由小車底板、驅(qū)動(dòng)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(cè)，驅(qū)動(dòng)軸支架安裝在小車底板后部兩側(cè)，前叉安裝架設(shè)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(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)軸、鎖緊螺套、固定軸、左驅(qū)動(dòng)輪、右驅(qū)動(dòng)輪、驅(qū)動(dòng)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(shè)置的大徑輪和小徑輪組成；驅(qū)動(dòng)軸水平安裝在驅(qū)動(dòng)軸支架的上部，左側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)齒輪，中間部位形成有圓錐形的繞線槽，右側(cè)安裝有鎖緊螺套；左驅(qū)動(dòng)輪和右驅(qū)動(dòng)輪利用單向軸承安裝在驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)軸上錐形繞線槽后固定在鎖緊螺套上；所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由從動(dòng)齒輪、連桿和前車叉擺桿組成；從動(dòng)齒輪的中部安裝在重物支架安裝架左側(cè)面上，并且與驅(qū)動(dòng)齒輪相嚙合；從動(dòng)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(shí)能夠調(diào)整連桿隨從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)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(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車還設(shè)有與其配套使用的啟動(dòng)組件，啟動(dòng)組件由T形基準(zhǔn)板和L形起車板組成；其中T形基準(zhǔn)板的下端鉸接在L形起車板的垂直邊前端上部。[0006]本發(fā)明提供的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車具有以下優(yōu)點(diǎn):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(wěn)定性；2.小車起動(dòng)由啟動(dòng)模塊輔助確定起動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡和范圍行駛；3.可利用調(diào)節(jié)連桿長度的方法來準(zhǔn)確改變前輪轉(zhuǎn)角，從而方便調(diào)試小車；
4.驅(qū)動(dòng)軸上的錐形繞線槽可以改變小車在運(yùn)行過程中對(duì)不同力矩的要求，即起車時(shí)力矩要求大，運(yùn)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(jié)構(gòu)簡單，操作方便，成本低廉，行走距離較長，可以達(dá)到30米以上；6.改變連桿一端在從動(dòng)齒輪上的徑向位置可以改變小車運(yùn)動(dòng)周期，從而適應(yīng)不同障礙物間距。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明提供的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車結(jié)構(gòu)立體圖。
[0008]圖2為圖1示出的小車上轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3為圖1示出的小車上車體部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4為圖1示出的小車上比例定滑輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖5為圖1示出的小車上從動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖6為圖1示出的小車上驅(qū)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)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(dòng)組件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖9為圖1示出的小車行車路線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]如圖1一圖6所示，本發(fā)明提供的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車由車體部分、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；其中車體部分由小車底板11、驅(qū)動(dòng)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(cè)，驅(qū)動(dòng)軸支架17安裝在小車底板11后部兩側(cè)，前叉安裝架7設(shè)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(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)軸20、鎖緊螺套21、固定軸2、左驅(qū)動(dòng)輪18、右驅(qū)動(dòng)輪6、驅(qū)動(dòng)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(shè)置的大徑輪和小徑輪組成；驅(qū)動(dòng)軸20水平安裝在驅(qū)動(dòng)軸支架17的上部，左側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)齒輪19，中間部位形成有圓錐形的繞線槽，右側(cè)安裝有鎖緊螺套21 ;左驅(qū)動(dòng)輪18和右驅(qū)動(dòng)輪6利用單向軸承安裝在驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)軸20上錐形繞線槽后固定在鎖緊螺套21上；所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由從動(dòng)齒輪16、連桿13和前車叉擺桿10組成；從動(dòng)齒輪16的中部安裝在重物支架安裝架15左側(cè)面上，并且與驅(qū)動(dòng)齒輪19相嚙合；從動(dòng)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(shí)能夠調(diào)整連桿13隨從動(dòng)齒輪16轉(zhuǎn)動(dòng)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(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車還設(shè)有與其配套使用的啟動(dòng)組件，啟動(dòng)組件由T形基準(zhǔn)板22和L形起車板23組成；其中T形基準(zhǔn)板22的下端鉸接在L形起車板23的垂直邊前端上部。
[0018]現(xiàn)將本發(fā)明提供的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(chǎng)地的地面上，使T形基準(zhǔn)板22上部的水平直邊外側(cè)邊緣與跑道起點(diǎn)線重合，同時(shí)使T形基準(zhǔn)板22下部的垂直邊中線與跑道中心線對(duì)齊，固定住T形基準(zhǔn)板22，然后沿圖中箭頭所示方向在水平面內(nèi)調(diào)節(jié)L形起車板23相對(duì)于T形基準(zhǔn)板22的角度，以使小車適應(yīng)賽道，然后向后旋轉(zhuǎn)小車上的驅(qū)動(dòng)輪20以使重物5慢慢上升到400mm的高度，此時(shí)，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(qū)動(dòng)軸20的圓錐形繞線槽內(nèi)，小車準(zhǔn)備完畢；之后將左驅(qū)動(dòng)輪18和右驅(qū)動(dòng)輪6的后端同時(shí)貼靠在L形起車板23的底面上，放開小車，重物5將下落，當(dāng)重物5下降時(shí)將利用線繩4帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸20轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸20再帶動(dòng)左驅(qū)動(dòng)輪18和右驅(qū)動(dòng)輪6旋轉(zhuǎn)，從而使小車前行，同時(shí)驅(qū)動(dòng)軸20將帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)齒輪19 一起轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)齒輪19再帶動(dòng)與之嚙合的從動(dòng)齒輪16 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)前輪8進(jìn)行周期性擺動(dòng)，由此使小車在重物5下落過程中按照S形軌跡前行，從動(dòng)齒輪16通過連桿機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確控制小車前行周期，當(dāng)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(quán)利要求】
1.一種以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車，其特征在于:其由車體部分、轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成；其中車體部分由小車底板(11)、驅(qū)動(dòng)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(cè)，驅(qū)動(dòng)軸支架(17)安裝在小車底板(11)后部兩側(cè)，前叉安裝架(7 )設(shè)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(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由驅(qū)動(dòng)軸(20)、鎖緊螺套(21)、固定軸(2)、左驅(qū)動(dòng)輪(18)、右驅(qū)動(dòng)輪(6)、驅(qū)動(dòng)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(shè)置的大徑輪和小徑輪組成；驅(qū)動(dòng)軸(20)水平安裝在驅(qū)動(dòng)軸支架(17)的上部，左側(cè)安裝有驅(qū)動(dòng)齒輪(19)，中間部位形成有圓錐形的繞線槽，右側(cè)安裝有鎖緊螺套(21);左驅(qū)動(dòng)輪(18)和右驅(qū)動(dòng)輪(6)利用單向軸承安裝在驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)軸(20)上錐形繞線槽后固定在鎖緊螺套(21)上；所述的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)由從動(dòng)齒輪(16)、連桿(13)和前車叉擺桿(10)組成；從動(dòng)齒輪(16)的中部安裝在重物支架安裝架(15)左側(cè)面上，并且與驅(qū)動(dòng)齒輪(19)相嚙合；從動(dòng)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(shí)能夠調(diào)整連桿(13)隨從動(dòng)齒輪(16)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jù)權(quán)利要求1所述的以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的可行走S形路線的小車，其特征在于:所述的小車還設(shè)有與其配套使用的啟動(dòng)組件，啟動(dòng)組件由T形基準(zhǔn)板(22)和L形起車板(23)組成；其中T形基準(zhǔn)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(hào)】A63H17/00GK103638683SQ201310541486
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】金玉陽, 董艇艦, 劉穩(wěn), 路立三, 馬伎伸, 周建龍, 鐘寧偉 申請(qǐng)人:中國民航大學(xué)