本發(fā)明涉及一種自動(dòng)阻尼減速機(jī)構(gòu)及采用該機(jī)構(gòu)的無(wú)碳小車(chē)。

背景技術(shù)：

無(wú)碳三輪小車(chē)是以重力勢(shì)能的驅(qū)動(dòng)和方向控制行駛的科技活動(dòng)參賽頂目，是由國(guó)家教育部門(mén)舉辦的全國(guó)性大學(xué)生科技創(chuàng)新活動(dòng)頂目，是各大院校大學(xué)生工程素質(zhì)能力的體現(xiàn)。第四屆是以前三屆“S”和“8”字形繞樁行駛的基礎(chǔ)上，新增了在“0”字環(huán)形賽道上，隨機(jī)設(shè)定間斷式避障墻和上下坡道等路障的位置為競(jìng)賽主題，使前三屆不具爬坡能力的參賽小車(chē)，無(wú)法滿(mǎn)足在上下坡道上對(duì)所需驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致易出現(xiàn)下坡失速的情況發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種自動(dòng)阻尼減速機(jī)構(gòu)及采用該機(jī)構(gòu)的無(wú)碳小車(chē)，采用液體自流和自水平的特點(diǎn)作為自動(dòng)阻尼減速動(dòng)力，有效解決行駛中的無(wú)碳小車(chē)下坡時(shí)會(huì)迅速生成單位時(shí)間段的失速現(xiàn)象。

為解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)阻尼減速機(jī)構(gòu)，安裝于車(chē)架上；包括：貯水組件和阻尼組件；

貯水組件包括主水箱、副水箱和分別連通兩個(gè)水箱的底部并起力臂作用的水管；水管轉(zhuǎn)動(dòng)安裝于車(chē)架上并使貯水組件的重心偏向副水箱；主水箱的底部開(kāi)設(shè)一排水口，主水箱中設(shè)有能夠遮住或打開(kāi)排水口的蓋板；

阻尼組件包括頂桿、桿套、第一彈簧和阻尼輪；桿套垂直安裝于車(chē)架上，頂桿滑動(dòng)安裝于桿套中，第一彈簧套設(shè)在頂桿的外壁上、其上端與頂桿連接、下端與桿套連接；阻尼輪安裝于頂桿的下端，阻尼輪與跑道接觸時(shí)產(chǎn)生阻力實(shí)現(xiàn)減速；

頂桿的頂部設(shè)有頂針形成臺(tái)階，主水箱下降時(shí)能夠接觸臺(tái)階并將頂桿下壓至阻尼輪接觸跑道，頂針能夠插入排水口中將蓋板頂起令主水箱中的水從排水口排出實(shí)現(xiàn)阻力調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，還包括橫置于車(chē)架上的V型槽板和垂直設(shè)置于水管上并靠近副水箱的支撐體，水管通過(guò)支撐體與V型槽板形成轉(zhuǎn)動(dòng)支撐。

進(jìn)一步地，阻尼輪包括阻尼棒、第二彈簧和滾輪；頂桿的底部具有輪叉部，輪叉部的頂部開(kāi)設(shè)一內(nèi)孔，第二彈簧和阻尼棒裝于內(nèi)孔中，滾輪安裝于輪叉部上，第二彈簧的作用力使阻尼棒抵接滾輪的輪面。

進(jìn)一步地，輪叉部還開(kāi)設(shè)有豎直向下的長(zhǎng)槽，長(zhǎng)槽中橫穿并固定輪軸從而實(shí)現(xiàn)滾輪與輪叉部的可調(diào)節(jié)安裝。

進(jìn)一步地，還包括能夠防止副水箱這邊的水管向下傾擺的限位螺釘，限位螺釘與車(chē)架螺紋連接以實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，桿套具有凸臺(tái)，第一彈簧的頂部與凸環(huán)抵接、底部與凸臺(tái)抵接。

進(jìn)一步地，蓋板具有弧形缺口。

進(jìn)一步地，主水箱和副水箱的頂部均開(kāi)設(shè)有主水箱口和副水箱口。

本發(fā)明還公開(kāi)了一種無(wú)碳小車(chē)，包括車(chē)架和上述自動(dòng)阻尼減速機(jī)構(gòu)。

本發(fā)明具有的有益效果：采用液體自流和自水平的特點(diǎn)作為自動(dòng)阻尼減速動(dòng)力，有效解決行駛中的無(wú)碳小車(chē)下坡時(shí)會(huì)迅速生成單位時(shí)間段的失速現(xiàn)象，造成超出無(wú)碳小車(chē)的安全行駛速度，有效避免在“0”字環(huán)形賽道上規(guī)避間斷式障礙墻時(shí)方向失控或行駛失穩(wěn)的問(wèn)題發(fā)生。該液體自動(dòng)阻尼減速方法新穎結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自動(dòng)靈活原理獨(dú)特，適時(shí)自動(dòng)性能好等特點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的主視圖；

圖2為圖1所示實(shí)施例的左視圖；

圖3為圖1所示實(shí)施例的俯視圖；

圖4為圖2中B處的局部放大圖；

圖5為圖1所示實(shí)施例中蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1副水箱口；2副水箱；3水管；4車(chē)架；5V型槽板；6支撐體；7水；8蓋板；9頂桿；10主水箱；11凸環(huán)；12第一彈簧；13桿套；14輪軸；15滾輪；16副水箱蓋；17限位螺釘；18第二彈簧；19阻尼棒；20主水箱蓋；21沉頭螺絲；22跑道；23主水箱口；24排水口；25輪叉部。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1至5所示，一種無(wú)碳小車(chē)，包括車(chē)架4和和安裝在車(chē)架4上的自動(dòng)阻尼減速機(jī)構(gòu)。

自動(dòng)阻尼減速機(jī)構(gòu)，包括：貯水組件和阻尼組件。貯水組件包括：主水箱10、副水箱2和分別連通兩個(gè)水箱的底部并起力臂作用的水管3。主水箱10的頂部設(shè)有主水箱口23、底部設(shè)有主水箱蓋20，主水箱蓋20與水管3的一端連接構(gòu)成水通路。主水箱蓋20上還開(kāi)設(shè)一排水口24，排水口24小于主水箱蓋20與水管3連通處的通孔，以保持主水箱10對(duì)阻尼減速有提供足夠的動(dòng)能。副水箱2的頂部設(shè)有副水箱口1、底部設(shè)有副水箱蓋16，副水箱蓋16與水管3的另一端連接構(gòu)成水通路。通過(guò)主水箱口23和副水箱口1可以分別向主水箱10和副水箱2里補(bǔ)水。

水管3上垂直設(shè)置支撐體6，車(chē)架4上通過(guò)沉頭螺絲21橫置安裝V型槽板5，支撐體6的底部置于該V型槽板5中使水管3轉(zhuǎn)動(dòng)支撐于車(chē)架4上。該結(jié)構(gòu)使貯水組件在杠桿作用下具備自動(dòng)平衡功能：當(dāng)主水箱10這邊的重量大于副水箱2時(shí)，水管3發(fā)生傾斜令主水箱10的位置下降；反之則副水箱2的位置下降。車(chē)架4上還安裝有限位螺釘17，限位螺釘17通過(guò)螺紋連接實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)，副水箱2下降時(shí)能夠與限位螺釘17接觸實(shí)現(xiàn)限位。支撐體6應(yīng)當(dāng)靠近副水箱2從而使貯水組件的重心偏向副水箱2，以保持平道行駛的通暢。

主水箱10中還設(shè)有能夠遮住或打開(kāi)排水口24的蓋板8，該蓋板8具有弧形缺口，該形狀不僅能夠使蓋板8的設(shè)計(jì)尺寸增大以避免其在主水箱10中晃動(dòng)的情形，而且還能使其在對(duì)排水口24進(jìn)行封堵的同時(shí)又不會(huì)對(duì)主水箱10和水管3之間的水7的流動(dòng)造成影響。

阻尼組件包括：頂桿9、桿套13、第一彈簧12和阻尼輪。桿套13垂直安裝于車(chē)架4上，頂桿9滑動(dòng)安裝于桿套13中。頂桿9的外壁具有一凸環(huán)11，桿套13設(shè)有一凸臺(tái)，第一彈簧12的頂部與凸環(huán)11抵接、底部與凸臺(tái)抵接，這樣的連接方式使頂桿9和桿套13能夠在第一彈簧12的作用力下發(fā)生相對(duì)移動(dòng)。頂桿9的頂部設(shè)有頂針形成臺(tái)階，由于頂針直徑小于頂桿直徑，因此僅頂針能夠插入排水口24中并將蓋板8頂起。而臺(tái)階則在與主水箱10的底部接觸時(shí)受其下壓力而令頂桿9下降使?jié)L輪15與跑道22接觸實(shí)現(xiàn)減速。

阻尼輪包括阻尼棒19、第二彈簧18和滾輪15。頂桿9的底部具有輪叉部25，輪叉部25開(kāi)設(shè)有豎直向下的長(zhǎng)槽，長(zhǎng)槽中橫穿并固定輪軸14從而實(shí)現(xiàn)滾輪15與輪叉部25的可調(diào)節(jié)安裝。輪叉部25的頂部開(kāi)設(shè)一內(nèi)孔，第二彈簧18和阻尼棒19裝于內(nèi)孔中，第二彈簧18的作用力使阻尼棒19抵接滾輪15的輪面。由此使在安裝滾輪15時(shí)可以根據(jù)第二彈簧18的作用力調(diào)節(jié)滾輪15和阻尼棒19之間的阻尼大小從而實(shí)現(xiàn)下坡減速時(shí)的效果。第二彈簧18的作用力大于第一彈簧12的作用力時(shí)，減速效果更好。

本發(fā)明的工作原理及過(guò)程

當(dāng)無(wú)碳小車(chē)行駛在有著平面度要求的跑道22上時(shí)，水管3與跑道相對(duì)平行。由于水管3和主水箱10和副水箱2中的水是互通，使主水箱10與副水箱2的水位高度是相對(duì)一致，所以主水箱10與副水箱2重量平衡。當(dāng)無(wú)碳小車(chē)起步或上坡時(shí)，貯水組件的水平狀態(tài)改變，主水箱10翹起、高于副水箱2，縱向水平狀態(tài)改變，使主水箱10與副水箱2的水位失去平衡，導(dǎo)致主水箱10中的水經(jīng)水管3有節(jié)制地流向副水箱2，使其水體增量的副水箱2高度下降，此時(shí)限位螺釘17限制水管3下降位置，保持副水箱2相對(duì)車(chē)架4水平的狀態(tài)。

當(dāng)無(wú)碳小車(chē)下坡時(shí)，貯水組件的水平狀態(tài)改變，副水箱2下的限位螺釘17隨著車(chē)架4抬高，迫使副水箱2高于主水箱10，副水箱2中的水經(jīng)水管3有節(jié)制地流向主水箱10，使其水體增量的主水箱10高度下降，形成重力勢(shì)能為液體自動(dòng)阻尼減速提供了動(dòng)能。此時(shí)，頂桿9頂部的頂針插入排水口24中將蓋板8頂起，同時(shí)主水箱蓋20對(duì)頂桿9造成下壓力迫使其下降是阻尼輪與跑道22接觸。在第二彈簧18和阻尼棒19的恒力作用下，使阻尼輪與跑道形成附著力產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦，生成一定量的阻尼減速力。另一方面，由于蓋板8被頂針頂起，主水箱10里的水從排水口24排出，使主水箱10的重量減小從而令其對(duì)頂桿9的壓力減小，以保持小車(chē)下坡時(shí)主水箱10給頂桿9維持定量衡壓力，使下坡中無(wú)碳小車(chē)在有阻尼減速的作用下平穩(wěn)行駛。最后無(wú)碳小車(chē)下坡后在平道行駛時(shí)，因車(chē)架4、水管3與跑道平行，在自平衡力的作用下使主水箱10和副水箱2能適時(shí)自行恢復(fù)相應(yīng)的水平狀態(tài)，頂桿9失去主水箱10的的壓力，在第一彈簧12的作用下復(fù)位并提起阻尼輪使其與跑道脫離接觸，從而解除對(duì)小車(chē)的減速功能。該減速機(jī)構(gòu)解決了行駛中的無(wú)碳小車(chē)下坡時(shí)會(huì)迅速生成單位時(shí)間的失速現(xiàn)象而造成超出無(wú)碳小車(chē)的安全行駛速度的問(wèn)題，有效避免在“0”字形的環(huán)形賽道上規(guī)避間斷式障礙墻時(shí)方向失控或行駛失穩(wěn)的問(wèn)題發(fā)生。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。