本實(shí)用新型屬于實(shí)現(xiàn)不同桿距的無(wú)碳小車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及關(guān)于繞行S軌跡偶數(shù)桿距可調(diào)的無(wú)碳小車裝置。

背景技術(shù)：

根據(jù)第四屆河北省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力大賽的要求，將往屆的繞行等距障礙物的命題，修改為繞行偶數(shù)障礙柱間距在±200～300mm之間隨機(jī)變化。這使得往屆大賽的繞行等距障礙柱的連續(xù)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)無(wú)法應(yīng)對(duì)此命題，即使采用軌跡偏置的手段來(lái)避開(kāi)障礙柱，也會(huì)出現(xiàn)小車駛出賽道邊界和1kg重錘在400mm的高度產(chǎn)生的重力勢(shì)能無(wú)法實(shí)現(xiàn)能量最優(yōu)化的情況。

現(xiàn)有的可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置采用間歇功能的裝置居多，并且都存在著因加工精度問(wèn)題與賽道不平整導(dǎo)致的間歇機(jī)構(gòu)間歇時(shí)產(chǎn)生的不穩(wěn)定性問(wèn)題，從而導(dǎo)致小車無(wú)法按照預(yù)定的軌跡前行。使用凸輪機(jī)構(gòu)存在軌跡不可調(diào)的問(wèn)題，無(wú)法適應(yīng)規(guī)則中偶數(shù)障礙柱間距變化這一條要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為了更好的完成全新的大賽規(guī)則而提出的一種可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置，以穩(wěn)定的大小弧軌跡更好的適應(yīng)偶數(shù)障礙柱間距在±200～300mm之間隨機(jī)變化的情況。

本實(shí)用新型為了適應(yīng)大賽規(guī)則和使機(jī)械結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定所采用的結(jié)構(gòu)方案是：一種可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置，其特點(diǎn)是包括承載車體部件的車架，重錘滑道重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能裝置，能量分級(jí)傳動(dòng)裝置，適應(yīng)不同桿距的大小弧調(diào)節(jié)裝置和前小輪裝置。

重錘滑道重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能裝置：車架中部安有長(zhǎng)桿下墊，通過(guò)長(zhǎng)桿下墊的孔位將長(zhǎng)桿和車架用螺釘相連接，長(zhǎng)桿上端和長(zhǎng)桿上墊相連，長(zhǎng)桿上墊裝有上方導(dǎo)向輪支架，上方導(dǎo)向輪支架加工有安裝槽，以此來(lái)安裝導(dǎo)向輪。1kg重錘通過(guò)細(xì)線繞過(guò)導(dǎo)向輪掛在前齒輪軸和開(kāi)始啟動(dòng)力矩大的錐形輪上，重錘將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能用以驅(qū)動(dòng)無(wú)碳小車向前運(yùn)動(dòng)。

能量分級(jí)傳動(dòng)裝置：車架中后部靠近長(zhǎng)桿部位左右兩端裝有前齒輪固定座，前齒輪固定座上裝有前齒輪軸，前齒輪軸一端裝有前齒輪，一端裝有錐形輪，用頂絲使前齒輪和錐形輪與軸固定，前齒輪固定座后部裝有中齒輪固定座，中齒輪固定座上裝有中齒輪軸，中齒輪軸兩端分別裝有小中齒輪和大中齒輪，中齒輪軸上的小中齒輪與前齒輪軸上的前齒輪相配合，在后齒輪固定座上裝有后齒輪軸，后齒輪軸上裝有后齒輪，后齒輪與中齒輪軸上的大中齒輪相嚙合，后齒輪軸一端裝有主動(dòng)輪支架，主輪支架上裝有主動(dòng)輪，后齒輪軸另一端裝有從動(dòng)輪支架，從輪支架上裝有從動(dòng)輪。能量分級(jí)傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)力對(duì)小車的驅(qū)動(dòng)。

適應(yīng)不同桿距的大小弧調(diào)節(jié)裝置：前齒輪軸最左與最右端裝有兩個(gè)曲柄通過(guò)孔位相連，左、右曲柄上都加工有直槽口與銷釘相配合使用，銷釘一端的矩形部分安裝在曲柄的直槽口，銷釘另一端的圓柱部分可在滑桿銷釘槽內(nèi)滑動(dòng)，滑桿銷釘槽與滑桿銷釘插板上的凹槽通過(guò)螺釘固定配合，滑桿銷釘插板的另一面與導(dǎo)軌相連接，使曲柄能夠與導(dǎo)軌相聯(lián)動(dòng)，在導(dǎo)軌的前端裝有擺動(dòng)桿滑桿，擺動(dòng)桿滑桿的圓柱部分與前輪左擺桿和前輪右擺桿的直槽口相配合使其能沿直槽口運(yùn)動(dòng)，在前輪左擺桿和前輪右擺桿靠近前小輪轉(zhuǎn)向軸的一端加工有鍵槽，能夠與前小輪轉(zhuǎn)向軸實(shí)現(xiàn)可自由脫離的間隙配合，在前輪左擺桿的下端裝有左上梯形塊與前小輪座上的左下梯形塊相配合，前輪右擺桿的下端裝有右上梯形塊與前小輪座上的右下梯形塊相配合。左上梯形塊和左下梯形塊配合時(shí)，右上梯形塊和右下梯形塊不配合，實(shí)現(xiàn)前輪左擺桿與前小輪轉(zhuǎn)向軸的脫開(kāi)和前輪右擺桿與前小輪轉(zhuǎn)向軸的嚙合。

前小輪裝置：車架前端安裝有前小輪支架，前小輪支架通過(guò)前小輪轉(zhuǎn)向軸與車架下方前小輪座相連，前小輪座上安裝有前小輪，前小輪支架上加工有兩個(gè)U形槽，用以安裝左下梯形塊和右下梯形塊。

本實(shí)用新型采用上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，存在如下效果：所述的一種可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置，可通過(guò)左上梯形塊和左下梯形塊進(jìn)入滑動(dòng)摩擦，將前輪左擺桿在極限擺角一端托起使其與前小輪轉(zhuǎn)向軸脫離聯(lián)動(dòng)，而前輪擺桿另一端通過(guò)右上梯形塊和右下梯形塊脫離滑動(dòng)摩擦，將前輪右擺桿在極限擺角一端降落使其與前小輪轉(zhuǎn)向軸進(jìn)入聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)左右擺桿方向相反的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)銷釘在曲柄上的位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)大小弧軌跡的控制，進(jìn)而使無(wú)碳小車適應(yīng)不同的桿距。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型整體外形圖；

圖2為本實(shí)用新型的前小輪裝置圖；

圖3為本實(shí)用新型的適應(yīng)不同桿距的大小弧調(diào)節(jié)裝置圖；

圖4為本實(shí)用新型的能量分級(jí)傳動(dòng)裝置圖；

圖5為本實(shí)用新型的重錘滑道重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能裝置圖；

圖中所示：1、左上梯形塊；2、前小輪轉(zhuǎn)向軸；3、前小輪座；4、右上梯形塊；5、右下梯形塊；6、前小輪支架；7、前小輪；8、左下梯形塊；9、車架；10、滑桿銷釘槽；11、曲柄；12、銷釘；13、滑桿銷釘插板；14、滑塊；15、滑塊固定板；16、導(dǎo)軌；17、擺動(dòng)桿滑桿；18、前輪右擺桿；19、前輪左擺桿；20、從動(dòng)輪；21、從動(dòng)輪支架；22、后齒輪軸；23、后齒輪；24、后齒輪固定座；25、主動(dòng)輪支架；26、主動(dòng)輪；27、大中齒輪；28、前齒輪固定座；29、錐形輪；30、前齒輪軸；31、前齒輪；32、中齒輪軸；33、小中齒輪；34、中齒輪固定座；35、長(zhǎng)桿下墊；36、長(zhǎng)桿；37、長(zhǎng)桿上墊；38、上方導(dǎo)向輪支架；39、上方導(dǎo)向輪。

具體實(shí)施方式

由圖2可得本機(jī)構(gòu)是一種可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置中的前小輪裝置圖，其特點(diǎn)包括承載車體部件的車架9及安裝在車架9上的前小輪座3，前小輪座3內(nèi)部套裝有前小輪轉(zhuǎn)向軸2，前小輪轉(zhuǎn)向軸2一端裝有前小輪支架6，前小輪支架6上安裝有前小輪7，前小輪座3上加工有U型槽，U型槽上可安放左下梯形塊8與右下梯形塊5，左下梯形塊8與右下梯形塊5可通過(guò)U形槽調(diào)節(jié)其在前小輪座3上的位置，來(lái)實(shí)現(xiàn)前小輪7的左右擺角調(diào)整，前小輪轉(zhuǎn)向軸2上加工有鍵槽，與前輪左擺桿19和前輪右擺桿18相配合，前輪左擺桿19靠近回轉(zhuǎn)中心的部分安裝有左上梯形塊1，前輪右擺桿18靠近回轉(zhuǎn)中心的部分安裝有右上梯形塊4，左上梯形塊1與前小輪座3的U型槽上安裝的左下梯形塊8相配合，右上梯形塊4與前小輪座3的U型槽上安裝的右下梯形塊5相配合，當(dāng)前輪左擺桿19向前推動(dòng)時(shí)，前小輪座3上的左下梯形塊8與前輪左擺桿19上的左上梯形塊1相接觸，將前輪左擺桿19抬起，使得前輪左擺桿19與前小輪轉(zhuǎn)向軸2上的鍵槽脫離聯(lián)動(dòng)，這時(shí)即使前輪左擺桿19再向前推動(dòng)也不會(huì)對(duì)前小輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸2有著轉(zhuǎn)動(dòng)的作用；同時(shí)前小輪座3上的右下梯形塊5與前輪右擺桿18上的右上梯形塊4脫離接觸，將前輪右擺桿18落下，使得前輪右擺桿18與前小輪轉(zhuǎn)向軸2上的鍵槽進(jìn)入聯(lián)動(dòng)，這時(shí)前輪右擺桿18起作用，帶動(dòng)前小輪轉(zhuǎn)動(dòng)軸2反向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使前小輪7一直循環(huán)擺動(dòng)。當(dāng)前輪右擺桿18向前推到極限位置時(shí)，原來(lái)脫離聯(lián)動(dòng)的前輪左擺桿19和前小輪轉(zhuǎn)向軸2上的鍵槽又因?yàn)樽笊咸菪螇K1和左下梯形塊8的脫離配合而聯(lián)動(dòng)，這時(shí)前輪左擺桿19又將前小輪轉(zhuǎn)向軸2轉(zhuǎn)向另一個(gè)極限位置，前小輪轉(zhuǎn)向軸2又帶動(dòng)前小輪7回到極限位置，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)前小輪7的轉(zhuǎn)動(dòng)。

由圖3可得本機(jī)構(gòu)是一種可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置中的適應(yīng)不同桿距的大小弧調(diào)節(jié)裝置圖，通過(guò)安裝在車架9上的前齒輪固定座28，前齒輪固定座28上安裝有前齒輪軸30，前齒輪軸30與曲柄11通過(guò)鍵連接一體轉(zhuǎn)動(dòng)，曲柄11上加工有直槽口，直槽口上安裝有銷釘12，銷釘12可通過(guò)在直槽上的滑動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)銷釘12到曲柄11回轉(zhuǎn)中心的距離，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn) 向機(jī)構(gòu)的大小弧軌跡控制，并且可以對(duì)大小弧的弧度大小進(jìn)行調(diào)整。銷釘12的圓柱端與滑桿銷釘槽10相配合，并且能在滑桿銷釘槽10上自由滑動(dòng)，由曲柄11的回轉(zhuǎn)，帶動(dòng)滑桿銷釘槽10的前后運(yùn)動(dòng)，滑桿銷釘槽10的中部安裝有滑桿銷釘插板13，滑桿銷釘插板13通過(guò)螺釘和導(dǎo)軌16固定在一起，導(dǎo)軌16通過(guò)導(dǎo)軌上的孔位安裝有擺動(dòng)桿滑桿17，擺動(dòng)桿滑桿17的圓柱端再與前輪左擺桿19和前輪右擺桿18上的直槽口相配合，從而使曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍拜喿髷[桿19和前輪右擺桿18的轉(zhuǎn)動(dòng)，大小弧的軌跡體現(xiàn)在前小輪7的擺角大小上。

由圖4可得本機(jī)構(gòu)是一種可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置中的能量分級(jí)傳動(dòng)裝置圖，由車架9上安裝的前齒輪固定座28、中齒輪固定座34和后齒輪固定座24組成，前齒輪固定座28上安裝有前齒輪軸30，前齒輪軸30上安裝有錐形輪29和前齒輪31，1kg重錘在400mm的高度產(chǎn)生的重力勢(shì)能提供的扭矩通過(guò)前齒輪軸30上安裝的前齒輪31與小中齒輪33相配合將動(dòng)力傳到安裝在中齒輪固定座34上的中齒輪軸32上，中齒輪軸32上另一端安裝的大中齒輪27將扭矩傳遞到后齒輪23上，后齒輪23將扭矩傳遞到安裝在后齒輪固定座24上的后齒輪軸22上，后齒輪軸22的一端與主動(dòng)輪支架25相連接，后齒輪軸22的另一端與從動(dòng)輪支架21相連接，主動(dòng)輪支架25與主動(dòng)輪26相連，從動(dòng)輪支架21與從動(dòng)輪20相連，從而實(shí)現(xiàn)將扭矩傳遞到主動(dòng)輪26與從動(dòng)輪20上，帶動(dòng)小車前進(jìn)。

由圖5可得本機(jī)構(gòu)是一種可適應(yīng)不同桿距的無(wú)碳小車裝置中的重錘滑道重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能裝置圖，由車架9上安裝的長(zhǎng)桿下墊35與長(zhǎng)桿36相連接，長(zhǎng)桿36上方與長(zhǎng)桿上墊37相連接，起到支撐重錘的作用，長(zhǎng)桿上墊37上安裝有上方導(dǎo)向輪支架38，上方導(dǎo)向輪支架38安裝有上方導(dǎo)向輪39，起到改變重物重力方向的作用，重物再通過(guò)細(xì)線與安裝在前齒輪軸30上的錐形輪29相連接將重物重力轉(zhuǎn)換為前齒輪軸30上的扭矩，從而帶動(dòng)整車機(jī)構(gòu)的運(yùn)作。