一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，用于連接無碳小車的驅(qū)動(dòng)軸與前輪，控制無碳小車的運(yùn)動(dòng)軌跡，所述的空間四桿機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在無碳小車的底板上，包括可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿和滑動(dòng)組件，所述的驅(qū)動(dòng)軸、可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿、前輪依次連接，所述的可調(diào)連桿設(shè)在滑動(dòng)組件上，所述的滑動(dòng)組件固定在底板上，通過調(diào)節(jié)可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿間的連接位置，控制前輪的運(yùn)動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、調(diào)節(jié)精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種無碳小車，尤其是涉及一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車。
【背景技術(shù)】
[0002]無碳小車是一種不需要消耗燃料和電池存儲(chǔ)的能源，僅僅依靠重錘下落過程中生成的機(jī)械勢(shì)能產(chǎn)生動(dòng)力而驅(qū)動(dòng)行駛的小車，近年來已經(jīng)作為大學(xué)生科技創(chuàng)新競賽的指定制作題目。制作題目通常為要求給定一重力勢(shì)能，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，設(shè)計(jì)一種可將該重力勢(shì)能(如下降高度為500_)轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并可用來驅(qū)動(dòng)小車行走、轉(zhuǎn)向的機(jī)械裝置，該小車在前行時(shí)能夠自動(dòng)避開賽道上設(shè)置的障礙物。
[0003]現(xiàn)有的無碳小車通常采用正弦轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，但有些結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工困難，相應(yīng)的成本也比較高；有些調(diào)節(jié)精度不是很高，不能到達(dá)滿足周期和振幅的要求；有些機(jī)構(gòu)比較笨重，不僅增加了小車的本身質(zhì)量，在運(yùn)動(dòng)過程中還增加了能量的損耗，使其不能完成比賽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)簡單、能耗小、調(diào)節(jié)精度高的可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車。
[0005]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，包括驅(qū)動(dòng)軸、前輪架和前輪，所述的前輪與前輪架固定連接，所述的驅(qū)動(dòng)軸與前輪架間設(shè)有三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)，所述的三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在無碳小車的底板上，包括可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿和滑動(dòng)組件，所述的驅(qū)動(dòng)軸、可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿、前輪架依次連接，所述的可調(diào)連桿設(shè)在滑動(dòng)組件上，所述的滑動(dòng)組件固定在底板上，通過調(diào)節(jié)可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿間的連接位置，控制前輪的運(yùn)動(dòng)。
[0007]所述的可調(diào)曲柄包括曲柄本體和定位軸承，所述的曲柄本體的一端與驅(qū)動(dòng)軸端面中心重合連接，另一端設(shè)有行程槽，所述的定位軸承設(shè)在行程槽內(nèi)，所述的曲柄本體通過定位軸承與可調(diào)連桿以滾動(dòng)副形式連接，通過調(diào)節(jié)定位軸承在行程槽內(nèi)的位置，可改變可調(diào)曲柄的使用長度。
[0008]所述的可調(diào)連桿包括第一連桿、第二連桿和連接件，所述的第一連桿一端設(shè)有與定位軸承連接的滑動(dòng)槽，另一端設(shè)有螺紋孔，所述的第二連桿一端設(shè)有通孔，另一端設(shè)有用于連接可調(diào)搖桿的凹槽，所述的連接件連接在第一連桿和第二連桿間，通過調(diào)節(jié)連接件，可改變可調(diào)連桿的使用長度。
[0009]所述的連接件包括調(diào)節(jié)螺栓和彈簧，所述的調(diào)節(jié)螺栓分別連接第一連桿的螺紋孔和第二連桿的通孔，所述的彈簧套設(shè)在調(diào)節(jié)螺栓上，并卡在第一連桿和第二連桿間。
[0010]所述的可調(diào)搖桿包括搖桿本體、搖桿軸承和搖桿微調(diào)螺栓，所述的搖桿本體通過螺栓與前輪架連接，所述的搖桿軸承設(shè)在第二連桿的凹槽內(nèi)，并通過搖桿微調(diào)螺栓固定，所述的搖桿本體上設(shè)有與搖桿軸承連接的滑動(dòng)槽，所述的搖桿本體與搖桿軸承以滾動(dòng)副形式連接，通過調(diào)節(jié)搖桿軸承在凹槽內(nèi)的位置，可改變搖桿本體的擺動(dòng)角度，從而改變前輪運(yùn)動(dòng)軌跡。
[0011]所述的滑動(dòng)組件包括第一滑軌、第二滑軌、第一滑塊和第二滑塊，所述的第一滑塊設(shè)在第一滑軌上，所述的第二滑塊設(shè)在第二滑軌上，所述的第一連桿固定設(shè)置在第一滑塊上，所述的第二連桿設(shè)在第二滑軌上。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013]一、結(jié)構(gòu)簡單:加工方便，成本低，易操作；
[0014]二、能耗小:機(jī)構(gòu)都采用滾動(dòng)摩擦,所用零件少,運(yùn)動(dòng)副少,故能耗?。?br> [0015]三、精度高:所有調(diào)節(jié)都是細(xì)牙螺栓微調(diào)，調(diào)節(jié)精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型的三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖:
[0018]圖3為本實(shí)用新型的側(cè)視圖；
[0019]圖4為圖2中C-C剖面示意圖。
[0020]圖中，1、驅(qū)動(dòng)軸；2、曲柄本體；3、定位軸承；4、第一連桿；5、第二連桿；6、調(diào)節(jié)螺栓；7、第一滑塊:8、第一滑軌:9、第二滑塊；10、第二滑軌:11、搖桿本體；12、搖桿軸承；13、搖桿微調(diào)螺栓；14、前輪；15、前輪支撐架；16、車身支撐架；17、后輪；18、滑輪；19、滑輪軸；20、滑輪架；21、砝碼；22、前輪軸；23、墊塊；24、前輪架；25、大齒輪；26、小軸承座；27、繞線軸；28、小齒輪；29、后輪軸；30、大軸承座；31、底板。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0022]如圖1-圖4所示，一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，無碳小車的后輪17為驅(qū)動(dòng)輪，前輪14為導(dǎo)向輪。小車的軌跡由導(dǎo)向輪的運(yùn)動(dòng)規(guī)律決定。通過調(diào)節(jié)曲柄長度、連桿長度、搖桿角度，可改變導(dǎo)向輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律，使小車實(shí)現(xiàn)指定運(yùn)動(dòng)軌跡。本實(shí)用新型的無碳小車可實(shí)現(xiàn)的指定軌跡包括標(biāo)準(zhǔn)的正弦、“s”形、“8”字形，“類似于8字形的梅花狀”等各種形狀。
[0023]本實(shí)用新型的無碳小車包括驅(qū)動(dòng)軸1、前輪架24和前輪14等常用部件，所述的前輪14與前輪架24固定連接，所述的驅(qū)動(dòng)軸I與前輪架24間設(shè)有三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)，可以改變小車軌跡的振幅，周期等參數(shù)。由電機(jī)或砝碼21下落過程中生成的機(jī)械勢(shì)能通過驅(qū)動(dòng)軸傳遞至三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)來控制小車前輪運(yùn)動(dòng)規(guī)律。小車運(yùn)動(dòng)規(guī)律的控制路線為；
[0024]動(dòng)力輸入一曲柄長度可調(diào)一連桿長度可調(diào)一搖桿角度可調(diào)一實(shí)現(xiàn)指定前輪運(yùn)動(dòng)。
[0025]該無碳小車的空間四桿機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在無碳小車的底板31上，包括可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿和滑動(dòng)組件，所述的驅(qū)動(dòng)軸1、可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿、前輪架24依次連接，所述的可調(diào)連桿設(shè)在滑動(dòng)組件上，所述的滑動(dòng)組件固定在底板31上，通過調(diào)節(jié)可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿間的連接位置，控制前輪14的運(yùn)動(dòng)。
[0026]所述的可調(diào)曲柄包括曲柄本體2和定位軸承3，所述的曲柄本體2的一端與驅(qū)動(dòng)軸I端面中心重合連接，另一端設(shè)有行程槽，所述的定位軸承3設(shè)在行程槽內(nèi)，所述的曲柄本體2通過定位軸承3與可調(diào)連桿以滾動(dòng)副形式連接，通過調(diào)節(jié)定位軸承3在行程槽內(nèi)的位置，可改變可調(diào)曲柄的使用長度。當(dāng)曲柄加長時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)半徑增大，連桿前后行程增大；當(dāng)曲柄減短時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)半徑減小，連桿前后行程減小。
[0027]所述的可調(diào)連桿包括第一連桿4、第二連桿5和連接件，所述的第一連桿4 一端設(shè)有與定位軸承3連接的滑動(dòng)槽，另一端設(shè)有螺紋孔，所述的第二連桿5 —端設(shè)有通孔，另一端設(shè)有用于連接可調(diào)搖桿的凹槽，所述的連接件連接在第一連桿4和第二連桿5間，通過調(diào)節(jié)連接件，可改變可調(diào)連桿的使用長度。所述的連接件包括調(diào)節(jié)螺栓6和彈簧，所述的調(diào)節(jié)螺栓6分別連接第一連桿4的螺紋孔和第二連桿5的通孔，所述的彈簧套設(shè)在調(diào)節(jié)螺栓上，并卡在第一連桿4和第二連桿5間。當(dāng)擰緊連接連桿上的調(diào)節(jié)螺栓6時(shí)，兩連桿距離縮短；當(dāng)擰松調(diào)節(jié)螺栓6時(shí)，連桿伸長；當(dāng)微調(diào)螺栓使連桿長度適中時(shí)，小車軌跡左右對(duì)稱，運(yùn)行趨于一條直線。
[0028]所述的可調(diào)搖桿包括搖桿本體11、搖桿軸承12和搖桿微調(diào)螺栓13，所述的搖桿本體11通過螺栓與前輪架24連接，所述的搖桿軸承12設(shè)在第二連桿5的凹槽內(nèi)，并通過搖桿微調(diào)螺栓13固定，所述的搖桿本體11上設(shè)有與搖桿軸承12連接的滑動(dòng)槽，所述的搖桿本體11與搖桿軸承12以滾動(dòng)副形式連接，通過調(diào)節(jié)搖桿軸承12在凹槽內(nèi)的位置，可改變搖桿本體11的擺動(dòng)角度，從而改變前輪運(yùn)動(dòng)軌跡，振幅和周期可在一定范圍內(nèi)任意改變。當(dāng)搖桿軸承12在第二連桿5凹槽里的最外面時(shí)，搖桿擺動(dòng)角度最小，前輪擺動(dòng)的振幅最小，周期最大；當(dāng)搖桿軸承12在凹槽的最里面時(shí)，前輪擺動(dòng)的振幅最大，周期最小。
[0029]所述的滑動(dòng)組件包括第一滑軌8、第二滑軌10、第一滑塊7和第二滑塊9，所述的第一滑塊7設(shè)在第一滑軌8上，所述的第二滑塊9設(shè)在第二滑軌10上，所述的第一連桿4通過螺母固定設(shè)置在第一滑塊7上，所述的第二連桿5設(shè)在第二滑軌10上。第一滑軌8的作用是讓第一滑塊7能夠在其上滑動(dòng)，以保證可調(diào)連桿長度的微調(diào)；第二滑軌10的作用是在第二滑塊9中前后滑動(dòng)，讓機(jī)構(gòu)能夠完成周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0030]上述機(jī)構(gòu)可采用金屬或非金屬材料。
【權(quán)利要求】
1.一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，包括驅(qū)動(dòng)軸、前輪架和前輪，所述的前輪與前輪架固定連接，其特征在于，所述的驅(qū)動(dòng)軸與前輪架間設(shè)有三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)，所述的三方向微調(diào)空間四桿機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在無碳小車的底板(31)上，包括可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿和滑動(dòng)組件，所述的驅(qū)動(dòng)軸(I)、可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿、前輪架(24)依次連接，所述的可調(diào)連桿設(shè)在滑動(dòng)組件上，所述的滑動(dòng)組件固定在底板(31)上，通過調(diào)節(jié)可調(diào)曲柄、可調(diào)連桿、可調(diào)搖桿間的連接位置，控制前輪(14)的運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，其特征在于，所述的可調(diào)曲柄包括曲柄本體(2)和定位軸承(3)，所述的曲柄本體(2)的一端與驅(qū)動(dòng)軸(I)端面中心重合連接，另一端設(shè)有行程槽，所述的定位軸承(3)設(shè)在行程槽內(nèi)，所述的曲柄本體(2)通過定位軸承(3)與可調(diào)連桿以滾動(dòng)副形式連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，其特征在于，所述的可調(diào)連桿包括第一連桿(4)、第二連桿(5)和連接件，所述的第一連桿(4) 一端設(shè)有與定位軸承(3)連接的滑動(dòng)槽，另一端設(shè)有螺紋孔，所述的第二連桿(5) —端設(shè)有通孔，另一端設(shè)有用于連接可調(diào)搖桿的凹槽，所述的連接件連接在第一連桿(4)和第二連桿(5)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，其特征在于，所述的連接件包括調(diào)節(jié)螺栓(6)和彈簧，所述的調(diào)節(jié)螺栓(6)分別連接第一連桿(4)的螺紋孔和第二連桿(5)的通孔，所述的彈簧套設(shè)在調(diào)節(jié)螺栓(6)上，并卡在第一連桿(4)和第二連桿(5)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，其特征在于，所述的可調(diào)搖桿包括搖桿本體(11)、搖桿軸承(12)和搖桿微調(diào)螺栓(13)，所述的搖桿本體(11)通過螺栓與前輪架(24)連接，所述的搖桿軸承(12)設(shè)在第二連桿(5)的凹槽內(nèi)，并通過搖桿微調(diào)螺栓(13)固定，所述的搖桿本體(11)上設(shè)有與搖桿軸承(12)連接的滑動(dòng)槽，所述的搖桿本體(11)與搖桿軸承(12)以滾動(dòng)副形式連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可實(shí)現(xiàn)指定軌跡的無碳小車，其特征在于，所述的滑動(dòng)組件包括第一滑軌(8)、第二滑軌(10)、第一滑塊(7)和第二滑塊(9)，所述的第一滑塊(7)設(shè)在第一滑軌(8)上，所述的第二滑塊(9)設(shè)在第二滑軌(10)上，所述的第一連桿固定設(shè)置在第一滑塊(7)上，所述的第二連桿(5)設(shè)在第二滑軌(10)上。
【文檔編號(hào)】A63H17/26GK203648069SQ201320782261
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】張春燕, 趙振鋒, 唐宇欣, 陳忠誠, 白石 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)