一種以重力勢能驅(qū)動的具有方向控制功能的無碳小車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及到能量利用領(lǐng)域，特別是涉及一種以重力勢能驅(qū)動的具有方向控 制功能的無碳小車。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前無碳小車，均基于全國工程訓練綜合能力競賽背景下進行設(shè)計制造的，本實 用新型依照第四屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽命題說明為基礎(chǔ)設(shè)計并制造，競賽命 題是：設(shè)計一種小車，驅(qū)動其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，由給定重力勢能轉(zhuǎn)換 而得到的。該給定重力勢能由競賽時統(tǒng)一使用質(zhì)量為IKg的標準砝碼（:05〇X65mm，_碳鋼制 作）來獲得，要求砝碼的可下降高度為400±2mm。標準砝碼始終由小車承載，不允許從小車 上掉落。要求小車在行走過程中完成所有動作所需的能量均由此給定重力勢能轉(zhuǎn)換而得， 不可以使用任何其他來源的能量。要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)具有可 調(diào)節(jié)功能，以適應放有不同間距障礙物的競賽場地。要求小車為三輪結(jié)構(gòu)。意義在于通過該 小車實現(xiàn)重力勢能向小車動能的最大轉(zhuǎn)化并驅(qū)動小車進行方向控制以實現(xiàn)小車避障前行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型要解決的問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種由重力驅(qū)動避障行 走的無碳小車，以達到節(jié)約能源的目的。
[0004] 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種以重力勢能驅(qū)動的具有方 向控制功能的無碳小車，具有車架（5)，所述車架（5)前端為梯形，所述車架（5)的前端裝有 前叉（9)，所述前叉（9)上安裝前輪（7)，所述車架（5)左側(cè)安裝一個立式一級變速器（4)， 所屬車架（5)后側(cè)兩端的后輪軸承座（1)之間安裝有后輪軸（17)，大齒輪軸（25)及槽輪軸 (11)，所述后輪軸（17)兩端安裝后輪（2)，所述車架（5)的中間部位安裝豎直的豎桿（13)， 所述豎桿（13)的頂部安裝滑輪（14)，所述滑輪（14)為定滑輪，所述滑輪（14)通過滑輪軸 (15)安裝在豎桿（13)上，所述大齒輪軸（25)的中間部位具有印花的繞線輪（16)，線繩的 一端繞過滑輪（14)纏繞在繞線輪（16)上，線繩的另一端連接重物，所述后輪軸（17)上安 裝小齒輪（18)，所述小齒輪（18)與大齒輪（12)嚙合，所述大齒輪（12)及槽輪機構(gòu)的主動 撥盤（20)安裝在大齒輪軸（25)上，所述槽輪機構(gòu)的主動撥盤（20)與槽輪（22)相嚙合， 所述槽輪（22)及立式一級變速器（4)安裝在槽輪軸（11)上，所述立式一級變速器輸出軸 (26)通過空間連桿機構(gòu)與前叉（9)連接，所述空間連桿機構(gòu)包括L形曲柄（6)、套筒（23)、 擺桿（10)，所述L形曲柄（6) -端與立式一級變速器（4)的輸出軸相連，所述L形曲柄（6) 另一端與套筒（23)通過魚眼桿端軸承（24)連接，套筒（23)與擺桿（10)通過魚眼桿端軸 承（24)相連接，擺桿（10)通過前叉（9)中間的孔與前叉（9)相連，套筒（23)與魚眼桿端 軸承（24)通過螺紋連接組成可變連桿，其螺紋一個為正牙，一個為反牙。
[0005] 作為本方案的進一步優(yōu)化，繞線輪（16)與立式一級變速器（4)通過槽輪（22)、主 動撥盤（20)實現(xiàn)間歇運動。
[0006] 作為本方案的進一步優(yōu)化，與L形曲柄（6)聯(lián)接的軸上裝有正向安裝單向軸承 (21)。
[0007] 作為本方案的進一步優(yōu)化，與繞線輪（16)同軸的主動撥盤（20)上的反向安裝單 向軸承（19)，與前端正向安裝單向軸承（21)斷開。
[0008] 本實用新型的有益效果是：本實用新型運行時，放開重物，重物下落時，通過滑輪 帶動后輪軸上的繞線輪，從而帶動后輪軸使得后輪運行，小車開始運動。與此同時，后輪軸 上的大齒輪帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，帶動槽輪機構(gòu)及立式一級變速器運行，從而帶動空間連桿機 構(gòu)使前叉轉(zhuǎn)動，前輪擺動，實現(xiàn)前進及轉(zhuǎn)向。小車以擺線軌跡比"S"型軌跡更節(jié)能的繞過障 礙物，即過相同數(shù)量等距障礙物本實用新型行駛路程更短。
[0009] 本實用新型在遵循能量守恒與轉(zhuǎn)換定律的前提下，將重物的重力勢能轉(zhuǎn)換為小車 前進的機械能，并能穩(wěn)定的以"S"軌跡通過一定距離設(shè)置的障礙物。前輪運動與后輪運動 通過上述機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)一定的周期性關(guān)系，從而使小車可以通過等距離設(shè)置的障礙物
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實用新型的總體結(jié)構(gòu)示意圖
[0011] 圖2是本實用新型俯視圖
[0012] 圖3是本實用新型槽輪機構(gòu)的示意圖
[0013] 圖4是本實用新型立式一級變速器示意圖
[0014] 其中：1、后輪軸承座，2、后輪，3、后輪法蘭，4、立式一級變速器，5、車架，6、L形曲 柄，7、前輪，8、前叉軸承座，9、前叉，10、擺桿，11、槽輪軸，12、大齒輪，13、豎桿，14、滑輪，15、 滑輪軸，16、繞線輪，17、后輪軸，18、小齒輪，19、反向安裝單向軸承，20、主動撥盤，21、正向 安裝單向軸承，22、槽輪，23、套筒，24、魚眼桿端軸承，25、大齒輪軸，26、立式一級變速器輸 出軸，27、前叉架
【具體實施方式】
[0015] 現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。附圖均為示意圖，僅以示意圖的方式 說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)。
[0016] 如圖1、圖2所示，一種以重力勢能驅(qū)動的具有方向控制功能的無碳小車，具有車 架（5)車架的前端裝有前叉架（27)，前叉架（27)上裝有前叉軸承座（8)和前叉（9)，前叉 (9)上裝有前輪（7)和擺桿（10)，擺桿（10)上裝有魚眼桿端軸承（24)和套筒組成的可變 連桿。
[0017] 可變連桿的另一端同樣裝有魚眼桿端軸承（24)，此魚眼桿端軸承（24)與L形曲柄 (6)聯(lián)接以此構(gòu)成空間連桿機構(gòu)，L形曲柄（6)與立式一級變速器的輸出軸（26)聯(lián)接傳遞 轉(zhuǎn)向動力。
[0018] 如圖1、圖2所示，能量轉(zhuǎn)化部分由滑輪（14)裝在滑輪軸（1