專利名稱：“∽”形行走的無碳小車的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及小車，具體涉及“…”形行走的無碳小車。
背景技術：
如圖1所示，要求給定一重力勢能，根據(jù)能量轉換原理，設計一種可將該重力勢能 (下降高度為500mm)轉換為機械能并可用來驅動小車行走、轉向的機械裝置。該自行小車在前行時能夠自動避開賽道上設置的障礙物(每間隔1米，放置一個直徑20mm、高200mm的彈性障礙圓棒)，如圖2所示。根據(jù)已有無碳競賽車模的公知資料，其有諸多不太完善的地方。首先它的驅動機構是把牽引繩直接纏繞在驅動軸上，那么它的啟動力矩較小，不利于小車的起步，且小車行駛的距離受到控制。其次它的轉向機構采用的是由曲柄擺桿機構和左右張緊繩輪及張緊繩控制，纏繞張緊繩及調試時，操作很不方便，且其機構放在小車車架的前端上面，造成小車重心不穩(wěn)，容易翻車。最后小車除了車架，其余部件加工成本較高，不太符合大賽無碳、低成本的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于根據(jù)能量守恒定律，設計出一種“…”形行走的無碳小車，它利用勢能塊(Ikg)在500毫米的下落行程中所產(chǎn)生的重力勢能量作為小車前進的動能，并且前行時能夠按照一定的周期性，長距離的自動避開賽道上設置的障礙物。本發(fā)明的技術解決方案是在車架上安裝驅動部分、轉向部分構成小車；所述的車架呈倒掛式，由底架、驅動軸支架、前輪支架和勢能支架組成，三角形的底架的中心垂直安裝勢能支架，三角形的底架的后端兩側分別安裝前輪支架，三角形的底架的前端安裝前輪支架；所述的驅動部分由勢能塊、定滑輪、驅動軸、固定軸、前輪、驅動輪、從動輪、線繩、左小齒輪和左大齒輪組成，前輪支架上安裝前輪轉向軸，前輪轉向軸上安裝前輪，勢能支架的頂端安裝定滑輪，驅動軸支架上安裝驅動軸，驅動軸的兩端分別安裝驅動輪和從動輪，驅動軸的中間位安裝左小齒輪，底架的后部經(jīng)固定軸安裝左大齒輪，左大齒輪的一側端面上加工有繞線槽、脫扣槽及啟動槽，左小齒輪嚙合左大齒輪，線繩的一端連接勢能塊，線繩繞過定滑輪纏繞在繞線槽內經(jīng)脫扣槽定位，線繩的另一端由啟動槽固定；所述的轉向部分由前輪轉向軸、右小齒輪、右大齒輪和連桿組成，驅動軸的中間位安裝右小齒輪，底架的后部經(jīng)固定軸安裝右大齒輪，右小齒輪嚙合右大齒輪，右大齒輪上設偏心孔槽，偏心孔槽內經(jīng)萬向節(jié)聯(lián)接連桿的一端，連桿的另一端經(jīng)萬向節(jié)聯(lián)接前輪轉向軸。其中，在小車上安裝速度調節(jié)器，所述的速度調節(jié)器由支撐板、配重塊、繩輪和軸組成，支撐板安裝在固定軸上，在支撐板的上方安裝軸，軸上安裝帶配重塊的繩輪，線繩繞過定滑輪經(jīng)繩輪纏繞在繞線槽內經(jīng)脫扣槽定位。其中，小車配置小車啟動模板，所述的小車啟動模板由基準板和角度調節(jié)板組成， 基準板呈L形，L形的基準板的兩側邊分別為小車起跑基準線和跑道中心基準線，L形的基準板的斜邊上安裝角度調節(jié)板。把線繩的一端連接在勢能塊上，旋轉驅動輪使勢能塊慢慢上升達到500mm高度， 線繩順勢繞過定滑輪纏繞在繞線槽內經(jīng)脫扣槽定位，線繩的另一端由啟動槽固定，小車準備完畢；把小車啟動模板上的起跑基準線和中心基準線與跑道上的起跑線和中心線對齊， 再把小車的驅動輪端面邊緣貼靠在角度調節(jié)板的長端面上，拿開小車啟動模板；將線繩從啟動槽中取出釋放，勢能塊下落，當勢能塊下降時帶動左大齒輪旋轉，左大齒輪再帶動與之嚙合的左小齒輪一起旋轉，左小齒輪帶動驅動軸，驅動軸帶動驅動輪使小車前行，當線繩脫扣時還可利用小車慣性延長小車行駛距離；小車在勢能塊下落過程中按照一定的軌跡前行時，右小齒輪帶動右大齒輪旋轉，右大齒輪經(jīng)連桿聯(lián)動前輪，準確控制小車前行周期長度。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、車架呈倒掛式結構，采用成型不銹鋼管材焊接，從而減輕了車架的整體重量，減小了摩擦力帶來的能量損耗，同時整體性好，易焊接，降低了整體成本；2、由小車啟動模板來調整小車啟動時的發(fā)車角度，可以準確的控制小車行駛方向，使小車按照特定的運動軌跡和在特定的運動范圍內行駛；3、車架上安裝速度調節(jié)器，使用它可有效的將勢能在釋放過程中呈一次性加速運動，調節(jié)成階段性的多個小行程的加速運動形式，從而進一步保證了行駛速度的勻速性、增強了小車行駛的穩(wěn)定性；4、本發(fā)明結構簡單， 操作方便，成本低廉，行走距離較長，可達到30米以上；5、調節(jié)右大齒輪的偏心距位置，可準確控制小車前行周期長度；6、調節(jié)連桿長度，可準確的改變前輪轉角的大小來控制小車的運動范圍。


圖1為無碳小車示意圖。圖2為無碳小車在重力勢能作用下自動行車示意圖。圖3是本發(fā)明的結構示意圖。圖4為車架結構示意圖。圖5為左大齒輪結構示意圖。圖6為右大齒輪結構示意圖。圖7為速度調節(jié)器結構示意圖。圖8為左、右小齒輪結構示意圖。圖9為前輪轉向軸結構示意圖。圖10為小車啟動模板結構示意圖。圖11為連桿結構示意圖。圖中1.定滑輪，2.勢能塊，3.勢能支架，4.線繩，5.前輪轉向軸，6.前輪支架， 7.萬向節(jié)，8.從動輪，9連桿，10.右大齒輪，11.左大齒輪，12.固定軸，13.底架，14.前輪， 15.驅動軸，16.驅動軸支架，17.驅動輪，18.左小齒輪，19.右小齒輪，20繞線槽，21脫扣槽，22啟動槽，23偏心孔槽，24支撐板，25配重塊，26繩輪，27軸，觀基準板，29角度調節(jié)板。
具體實施例方式如圖1-9所示，在車架上安裝驅動部分、轉向部分構成小車；所述的車架呈倒掛式，由底架13、驅動軸支架16、前輪支架6和勢能支架3組成，三角形的底架13的中心垂直
4安裝勢能支架3，三角形的底架13的后端兩側分別安裝前輪支架16，三角形的底架13的前端安裝前輪支架6 ；所述的驅動部分由勢能塊2、定滑輪1、驅動軸15、固定軸12、前輪14、驅動輪17、從動輪8、線繩4、左小齒輪18和左大齒輪11組成，前輪支架6上安裝前輪轉向軸 5，前輪轉向軸5上安裝前輪14，勢能支架3的頂端安裝定滑輪1，驅動軸支架16上安裝驅動軸15，驅動軸15的兩端分別安裝驅動輪17和從動輪8，驅動軸15的中間位安裝左小齒輪18，底架13的后部經(jīng)固定軸12安裝左大齒輪11，左大齒輪11的一側端面上加工有繞線槽20、脫扣槽21及啟動槽22，左小齒輪18嚙合左大齒輪11，線繩4的一端連接勢能塊2， 線繩4繞過定滑輪1纏繞在繞線槽20內經(jīng)脫扣槽21定位，線繩4的另一端由啟動槽22固定；所述的轉向部分由前輪轉向軸5、右小齒輪19、右大齒輪10和連桿9組成，驅動軸15的中間位安裝右小齒輪19，底架13的后部經(jīng)固定軸12安裝右大齒輪10，右小齒輪19嚙合右大齒輪10，右大齒輪10上設偏心孔槽23，偏心孔槽23內經(jīng)萬向節(jié)7聯(lián)接連桿9的一端， 連桿9的另一端經(jīng)萬向節(jié)聯(lián)接前輪轉向軸5。其中，在小車上安裝速度調節(jié)器，所述的速度調節(jié)器由支撐板M、配重塊25、繩輪 26和軸27組成，支撐板M安裝在固定軸12上，在支撐板M的上方安裝軸27，軸27上安裝帶配重塊25的繩輪26，線繩4繞過定滑輪1經(jīng)繩輪沈纏繞在繞線槽20內經(jīng)脫扣槽21 定位。其中，小車配置小車啟動模板，所述的小車啟動模板由基準板洲和角度調節(jié)板四組成，基準板觀呈L形，L形的基準板的兩側邊分別為小車起跑基準線和跑道中心基準線， L形的基準板的斜邊上安裝角度調節(jié)板四。把線繩4的一端連接在勢能塊2上，旋轉驅動輪17使勢能塊2慢慢上升達到500mm 高度，線繩4順勢繞過定滑輪1纏繞在繞線槽20內經(jīng)脫扣槽21定位，線繩4的另一端由啟動槽22固定，小車準備完畢；把小車啟動模板上的起跑基準線和中心基準線與跑道上的起跑線和中心線對齊，再把小車的驅動輪17端面邊緣貼靠在角度調節(jié)板四的長端面上，拿開小車啟動模板；將線繩4從啟動槽22中取出釋放，勢能塊2下落，當勢能塊2下降時帶動左大齒輪11旋轉，左大齒輪11再帶動與之嚙合的左小齒輪18 —起旋轉，左小齒輪18帶動驅動軸15，驅動軸15帶動驅動輪17使小車前行，當線繩4脫扣時還可利用小車慣性延長小車行駛距離；小車在勢能塊2下落過程中按照一定的軌跡前行時，右小齒輪19帶動右大齒輪 10旋轉，右大齒輪10經(jīng)連桿9聯(lián)動前輪14，準確控制小車前行周期長度。
權利要求
1.”形行走的無碳小車，其特征在于在車架上安裝驅動部分、轉向部分構成小車； 所述的車架呈倒掛式，由底架(13)、驅動軸支架(16)、前輪支架(6)和勢能支架(3)組成，三角形的底架(13)的中心垂直安裝勢能支架(3)，三角形的底架(13)的后端兩側分別安裝前輪支架(16)，三角形的底架(13)的前端安裝前輪支架(6)；所述的驅動部分由勢能塊(2)、 定滑輪(1)、驅動軸(15)、固定軸(12)、前輪(14)、驅動輪(17)、從動輪(8)、線繩(4)、左小齒輪(18)和左大齒輪(11)組成，前輪支架(6)上安裝前輪轉向軸(5)，前輪轉向軸(5)上安裝前輪(14)，勢能支架(3)的頂端安裝定滑輪(1)，驅動軸支架(16)上安裝驅動軸(15)，驅動軸(15)的兩端分別安裝驅動輪(17)和從動輪(8)，驅動軸(15)的中間位安裝左小齒輪 (18)，底架(13)的后部經(jīng)固定軸(12)安裝左大齒輪(11)，左大齒輪(11)的一側端面上加工有繞線槽(20)、脫扣槽(21)及啟動槽(22)，左小齒輪(18)嚙合左大齒輪(11)，線繩(4) 的一端連接勢能塊(2)，線繩(4)繞過定滑輪(1)纏繞在繞線槽(20)內經(jīng)脫扣槽(21)定位， 線繩(4)的另一端由啟動槽(22)固定；所述的轉向部分由前輪轉向軸(5)、右小齒輪(19)、 右大齒輪(10 )和連桿(9 )組成，驅動軸(15 )的中間位安裝右小齒輪(19 )，底架(13 )的后部經(jīng)固定軸(12)安裝右大齒輪(10)，右小齒輪(19)嚙合右大齒輪(10)，右大齒輪(10)上設偏心孔槽(23)，偏心孔槽(23)內經(jīng)萬向節(jié)(7)聯(lián)接連桿(9)的一端，連桿(9)的另一端經(jīng)萬向節(jié)聯(lián)接前輪轉向軸(5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的“…”形行走的無碳小車，其特征在于其中，在小車上安裝速度調節(jié)器，所述的速度調節(jié)器由支撐板(24)、配重塊(25)、繩輪(26)和軸(27)組成，支撐板(24)安裝在固定軸(12)上，在支撐板(24)的上方安裝軸(27)，軸(27)上安裝帶配重塊 (25 )的繩輪(26 )，線繩(4)繞過定滑輪(1)經(jīng)繩輪(26 )纏繞在繞線槽(20 )內經(jīng)脫扣槽(21) 定位。
3.根據(jù)權利要求1所述的“…”形行走的無碳小車，其特征在于其中，小車配置小車啟動模板，所述的小車啟動模板由基準板(28)和角度調節(jié)板(29)組成，基準板(28)呈L 形，L形的基準板的兩側邊分別為小車起跑基準線和跑道中心基準線，L形的基準板的斜邊上安裝角度調節(jié)板(29)。
全文摘要
本發(fā)明公開“∽”形行走的無碳小車，前輪支架(6)上經(jīng)前輪轉向軸(5)安裝前輪(14)，勢能支架(3)上安裝定滑輪(1)，驅動軸支架(16)上安裝驅動軸(15)，驅動軸(15)上安裝驅動輪(17)和從動輪(8)，驅動軸(15)上安裝左、右小齒輪(18、19)，底架(13)上安裝左、右大齒輪(11、10)，左、右小齒輪(18、19)嚙合左、右大齒輪(11、10)，連接勢能塊(2)的線繩(4)繞過定滑輪(1)纏繞在左大齒輪(11)上，連桿(9)的兩端分別連接右大齒輪(10)和前輪轉向軸(5)。本發(fā)明利用勢能塊下落行程中所產(chǎn)生的勢能作小車前進動能，前行時能夠按照一定的周期性，長距離的自動避開賽道上設置的障礙物。
文檔編號A63H17/00GK102266671SQ201110138390
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2011年5月26日
發(fā)明者方曉堂, 王文志, 陳文 申請人:淮陰工學院