本實用新型涉及一種驅(qū)動小車，具體涉及是重力勢能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力的一種可調(diào)式適應變距障礙避障行走的環(huán)保小車。

背景技術(shù)：

無碳小車是一種無需使用燃油或者電池便能自主驅(qū)動行駛的小車，其能量來源是懸掛在一定高度處的重物擁有的勢能，近年來一直被全國工程訓練大賽選作比賽題目。大賽要求小車在行進過程中僅由重物的勢能提供能量，并且還要求小車具有可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)，可以在小車行進過程中自主的避開設置在場地內(nèi)的障礙物，同時又能適應放有不同間距障礙物的比賽場地。

現(xiàn)有的無碳小車普遍只能適用于一個固定樁距的行走，當樁距改變時則無法工作；有一些小車采用一級齒輪傳動，使得小車上有一個巨大的齒輪，十分笨重；有一些小車采用四桿機構(gòu)導向，由于四桿機構(gòu)常有急回特性，會導致小車轉(zhuǎn)向時不穩(wěn)定不精確。因此，設計一種適應可變樁距實現(xiàn)繞樁行走的無碳小車具有非常實用的價值。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種可調(diào)式適應變距障礙避障行走的環(huán)保小車，它可以將重力勢能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動力，并在轉(zhuǎn)向機構(gòu)的協(xié)調(diào)下實現(xiàn)可變樁距繞樁行走的無碳小車，解決現(xiàn)有小車機構(gòu)笨重、不合理等問題，使其能夠平穩(wěn)、準確的實現(xiàn)繞樁行走，并且能夠適應不同樁距。

為了解決背景技術(shù)領域中存在的問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：

本實用新型將三根支撐桿的下端以等距安裝在底板中間位置上，三根支撐桿的上端安裝有頂板，頂板上面的兩組滑輪架上分別裝有滑輪，牽引繩的一端與位于三根支撐桿內(nèi)的重錘連接，牽引繩的另一端繞過兩組滑輪架上的滑輪與安裝在三根支撐桿后面底板上的后輪傳動機構(gòu)的繞線筒連接，導向機構(gòu)通過滑動導軌安裝在底板左側(cè)面上，后輪傳動機構(gòu)的繞線筒的繞線軸與導向機構(gòu)中的偏心塊連接，導向機構(gòu)驅(qū)動安裝在底板前面的前輪轉(zhuǎn)動。

所述后輪傳動機構(gòu)，包括：頂板、桿套、重物支撐桿、兩個后輪、兩個差速器支架、第一齒輪、第二齒輪、主動軸、第三齒輪、第四齒輪、繞線筒、“U”形繞線軸支架、繞線軸、偏心塊、中間軸、槽塊、從動軸、兩個后輪支架和差速器；第一后輪支架、兩個差速器支架和第二后輪支架從左至右依次垂直安裝在底板上，繞線軸支架垂直安裝在底板上，且“U”形繞線軸支架位于兩個差速器支架前面，繞線筒安裝在“U”形繞線軸支架內(nèi)，牽引繩的另一端繞在繞線筒上，在繞線軸右端裝有第四齒輪，繞線軸左端與導向機構(gòu)中的偏心塊連接；一個差速器支架和第二后輪支架上面孔中裝有主動軸，另一個差速器支架和第一后輪支架上面孔中裝有從動軸，二個差速器支架下面孔中裝有中間軸，主動軸上裝有差速器和第一齒輪，中間軸上裝有第二齒輪和第三齒輪；第一齒輪和第二齒輪嚙合，第三齒輪和第四齒輪嚙合，差速器兩端分別連接主動軸和從動軸，主動軸上安裝一個后輪，即為主動輪，從動軸上安裝一個后輪，即為從動輪，實現(xiàn)兩個后輪差速轉(zhuǎn)動。

所述導向機構(gòu)，包括：轉(zhuǎn)向齒輪、前輪支架、倒“U”形前輪架、前輪、前輪軸、滑動導軌、齒條、齒條支撐架、滑塊、推桿、偏心塊、中間軸和槽塊；偏心塊一側(cè)與繞線軸連接，與繞線軸相對的偏心塊另一側(cè)導向槽內(nèi)安裝有槽塊，槽塊與推桿一端的直槽滑動連接，推桿的另一端通過滑塊固定在齒條支撐架上，齒條安裝在齒條支撐架側(cè)面，滑塊與滑動導軌連接，齒條與轉(zhuǎn)向齒輪嚙合，轉(zhuǎn)向齒輪與前輪軸一端連接，前輪軸另一端穿過前輪支架與倒“U”形前輪架端面連接，前輪裝在倒“U”形前輪架內(nèi)，前輪支架下面安裝在底板前面。

本實用新型具有的有益效果是：

本實用新型小車由重力勢能轉(zhuǎn)換部分和導向部分構(gòu)成，采用的是可調(diào)式偏心機構(gòu)以及齒輪齒條機構(gòu)，從結(jié)構(gòu)上解決了小車繞不同間距樁的問題，通過偏心距的調(diào)節(jié)，使小車賽道適應性增強；在選材上盡可能選用尼龍材料、3D打印材料和鋁材，減輕了小車整體質(zhì)量，降低能量損耗的同時又節(jié)省了制作成本。

附圖說明

圖1是本實用新型整體示意圖。

圖2是本實用新型的導向傳動結(jié)構(gòu)部分示意圖。

圖3是本實用新型的支撐桿固定部分上部示意圖。

圖4是本實用新型的支撐桿固定部分下部示意圖。

圖5是本實用新型的后輪傳動結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、頂板，2、桿套，3、重物支撐桿，4、兩個后輪，5、兩個差速器支架，6、第一齒輪，7、第二齒輪，8、主動軸，9、第三齒輪，10、第四齒輪，11、繞線筒，12、繞線軸支架，13、底板，14、轉(zhuǎn)向齒輪，15、前輪支架，16、倒“U”形前輪架，17、前輪，18、前輪軸，19、滑動導軌，20、齒條，21、齒條支撐架，22、滑塊，23、推桿，24、繞線軸，25、偏心塊，26、中間軸，27、槽塊，28、從動軸，29、兩個后輪支架，30、差速器，31、滑輪軸，32、螺栓，33、滑輪，34、牽引繩，35、重錘。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步說明。

如圖1所示，本實用新型將三根支撐桿3的下端以等距安裝在底板13中間位置上，三根支撐桿3的上端安裝有頂板1，頂板1上面的兩組滑輪架上的滑輪軸31上分別裝有滑輪33，牽引繩34的一端與位于三根支撐桿3內(nèi)的重錘35連接，牽引繩35的另一端繞過兩組滑輪架上的滑輪33與安裝在三根支撐桿3后面底板13上的后輪傳動機構(gòu)的繞線筒11連接，導向機構(gòu)通過滑動導軌19安裝在底板13左側(cè)面上，后輪傳動機構(gòu)的繞線筒11的繞線軸24與導向機構(gòu)中的偏心塊25連接，導向機構(gòu)驅(qū)動安裝在底板13前面的前輪17轉(zhuǎn)動。

如圖1、圖5所示，所述后輪傳動機構(gòu)，包括：頂板1、桿套2、重物支撐桿3、兩個后輪4、兩個差速器支架5、第一齒輪6、第二齒輪7、主動軸8、第三齒輪9、第四齒輪10、繞線筒11、“U”形繞線軸支架12、繞線軸24、偏心塊25、中間軸26、槽塊27、從動軸28、兩個后輪支架29和差速器30；第一后輪支架29、兩個差速器支架5和第二后輪支架29從左至右依次垂直安裝在底板13上，繞線軸支架12垂直安裝在底板13上，且“U”形繞線軸支架12位于兩個差速器支架5前面，繞線筒11安裝在“U”形繞線軸支架12內(nèi)，牽引繩35的另一端繞在繞線筒11上，在繞線軸24右端裝有第四齒輪10，繞線軸24左端與導向機構(gòu)中的偏心塊25連接；一個差速器支架5和第二后輪支架29上面孔中裝有主動軸8，另一個差速器支架5和第一后輪支架29上面孔中裝有從動軸28，兩個差速器支架5下面孔中裝有中間軸26，主動軸8上裝有差速器30和第一齒輪6，中間軸26上裝有第二齒輪7和第三齒輪9；第一齒輪6和第二齒輪7嚙合，第三齒輪9和第四齒輪10嚙合，差速器30兩端分別連接主動軸8和從動軸28，主動軸8上安裝一個后輪4，即為主動輪，從動軸28上安裝一個后輪4，即為從動輪，實現(xiàn)兩個后輪4差速轉(zhuǎn)動，保證小車行走時的平穩(wěn)性。

如圖1、圖2所示，所述導向機構(gòu)，包括：轉(zhuǎn)向齒輪14、前輪支架15、倒“U”形前輪架16、前輪17、前輪軸18、滑動導軌19、齒條20、齒條支撐架21、滑塊22、推桿23、偏心塊25、中間軸26和槽塊27；偏心塊25一側(cè)與繞線軸24連接，與繞線軸24相對的偏心塊25另一側(cè)導向槽內(nèi)安裝有槽塊27，槽塊27與推桿23一端的直槽滑動連接，推桿23的另一端通過滑塊22固定在齒條支撐架21上，齒條20安裝在齒條支撐架21側(cè)面，滑塊22與滑動導軌19連接，齒條20與轉(zhuǎn)向齒輪14嚙合，轉(zhuǎn)向齒輪14與前輪軸18一端連接，前輪軸18另一端穿過前輪支架15與倒“U”形前輪架16端面連接，前輪17裝在倒“U”形前輪架16內(nèi)，前輪支架15下面安裝在底板13前面。

如圖3、圖4所示，三根支撐桿3為空心的碳纖維棒與底板13的固定方式，是通過空心的碳纖維棒與3D打印的桿套2過盈配合裝配，在通過螺栓32將頂板1與支撐桿3、底板13與支撐桿3固定。相比金屬棒，采用支撐桿3在保證強度韌性的同時很好的減輕了重量，采用創(chuàng)新方式固定節(jié)省了底板13的空間，也減小了頂板1的面積。在底板13需要固定前輪支架15、三根支撐桿3以及滑動導軌19的位置需打孔，并在底板13后部開有兩條直槽，以便調(diào)整“U”形繞線軸支架12的安裝位置。

小車上的底板13、繞線軸24、前輪軸18、中間軸26、從動軸28、槽塊27和偏心塊25都采用鋁合金材料，車身構(gòu)件大量采用3D打印零件，包括兩個后輪支架29、兩個差速器支架5、繞線軸支架12、繞線筒11、齒條支撐架21、前輪支架15、導向輪架15、前輪17和頂板1；兩個后輪4采用亞克力板；四個齒輪6，7、9、10和轉(zhuǎn)向齒輪14采用尼龍材料；支撐桿3采用碳纖維材料。小車采用二級齒輪傳動大大減小了齒輪的體積，在機構(gòu)不發(fā)生干涉的前提下盡可能使支架體積減小，在底板上分布緊湊，并且小車整體采用的材料都盡可能減輕車身質(zhì)量。

本實用新型的工作原理是：

當重錘35下降時，通過牽引繩34帶動繞線軸24轉(zhuǎn)動，從而帶動偏心塊25轉(zhuǎn)動，推桿23帶動齒條20與轉(zhuǎn)向齒輪14嚙合，從而達到自動轉(zhuǎn)向功能，應對不同樁距，只需要調(diào)節(jié)槽塊27在偏心塊25中的位置，即可改變偏心距，從而通過推桿3帶動轉(zhuǎn)向齒輪14和齒條20前后嚙合，從而實現(xiàn)前輪17左、右轉(zhuǎn)向幅度大小，從而改變轉(zhuǎn)向角度大小，達到可繞變樁距的目的。

當槽塊27固定于偏心塊25開槽的中間位置時，導向機構(gòu)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)向作用，小車走直線；當樁距距離為等距固定時，通過將槽塊27固定在偏心塊25開槽的合適位置，從而通過導向機構(gòu)控制前輪17轉(zhuǎn)向角度，達到繞樁目的；當樁距發(fā)生變化時，即偶數(shù)樁正變距或負變距時,仍然通過調(diào)節(jié)槽塊27與偏心塊25的固連位置，從而通過導向機構(gòu)控制前輪的轉(zhuǎn)向角度，達到可變繞樁的目的。

上述具體實施方式用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。