一種可適應(yīng)不同桿距s形路徑的無碳小車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無碳小車，具體是一種可適應(yīng)不同桿距S形路徑的無碳小車。
【背景技術(shù)】
[0002]無碳小車是一種利用重力勢能為唯一能量的、具有連續(xù)避障功能的三輪小車。其原理是將重物提升到指定高度，重物在重力作用下自行下落，系在重物上的柔性線繩通過安裝在滑輪座上的滑輪改變拉力的方向，線繩的另一端纏繞在驅(qū)動機構(gòu)上，再通過傳動機構(gòu)將運動傳遞到后輪軸，驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動，從而完成小車的前進動作；轉(zhuǎn)向機構(gòu)用來使前輪按照正弦周期向左或向右轉(zhuǎn)動，使小車走出S形路徑而避開按一定間距設(shè)置的障礙桿，由于重力勢能為唯一能量，因此轉(zhuǎn)向機構(gòu)完成動作的能量沒有其他來源，必須與驅(qū)動機構(gòu)相關(guān)聯(lián)來獲取能量。
[0003]CN 104436674A公開了一種S形路徑行走的換擋變距無碳小車，技術(shù)方案是:包括車架和設(shè)置在車架上的驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和換擋變距機構(gòu)；驅(qū)動機構(gòu)通過柔性線繩與傳動機構(gòu)連接，傳動機構(gòu)通過軸承座固定在車架上，并通過卷筒軸與轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接，小車前輪采用單邊支撐的方式，設(shè)有角度微調(diào)機構(gòu)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)剛性連接。所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括位于后輪一端的調(diào)節(jié)座和位于前輪一端的水平調(diào)節(jié)塊，調(diào)節(jié)座通過螺桿連接關(guān)節(jié)軸承并通過關(guān)節(jié)軸承連接水平調(diào)節(jié)塊；調(diào)節(jié)座上有呈腰型的孔，在該孔中放入連接軸，通過調(diào)整連接軸在孔內(nèi)的位置，來實現(xiàn)小車在行走過程中角度擺動幅度的調(diào)整；水平調(diào)節(jié)塊可調(diào)節(jié)前輪的最大擺動角度，并起到微調(diào)小車運行周期的作用。小車行走過程中的轉(zhuǎn)向及角度微調(diào)功能，主要通過調(diào)節(jié)座、螺桿和水平調(diào)節(jié)塊來實現(xiàn)。所述換擋變距機構(gòu)由相互嚙合齒輪一和從動齒輪一、齒輪二和從動齒輪二而構(gòu)成，通過不同的齒輪傳動比來調(diào)節(jié)小車完成單周期S型路徑行走的路程，從而實現(xiàn)小車大變距繞障的功能。
[0004]為了適應(yīng)S型路徑的不同的單周期長度即桿距，上述的S形路徑行走的換擋變距無碳小車，在改變傳動比時需要換擋，因而必須設(shè)置換擋裝置；另外為使兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同而實現(xiàn)小車平穩(wěn)轉(zhuǎn)向，需要使用差速器，因而上述已有技術(shù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服已有技術(shù)的不足，方便調(diào)節(jié)多種傳動比，同時便于拆裝和調(diào)試，本發(fā)明提供一種可適應(yīng)不同桿距S形路徑的無碳小車。
[0006]通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0007]一種可適應(yīng)不同桿距S形路徑的無碳小車，包括對后輪進行驅(qū)動的驅(qū)動機構(gòu)、控制前輪轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)向機構(gòu)和為適應(yīng)不同桿距而設(shè)置的變距機構(gòu)，對現(xiàn)有技術(shù)作出的改進之處在于:在驅(qū)動機構(gòu)的主齒輪上設(shè)置偏心頂柱；所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)由后頂桿、前頂桿、推桿、調(diào)節(jié)盤、推桿彈簧和前輪軸彈簧構(gòu)成，后頂桿安置在推桿后端，推桿前端連接調(diào)節(jié)盤，前頂桿設(shè)置在調(diào)節(jié)盤的邊緣位置；前頂桿由于前輪軸彈簧的作用而與前輪軸保持接觸，后頂桿由于推桿彈簧的作用而與偏心頂柱保持接觸；轉(zhuǎn)向機構(gòu)安置在固定于車身底板的托架上，托架設(shè)置用于推桿在其中滑動的滑座，前輪軸彈簧和推桿彈簧的固定點位于滑座上；所述變距機構(gòu)包括驅(qū)動機構(gòu)的主齒輪、帶動后輪轉(zhuǎn)動的從齒輪以及位于主齒輪和從齒輪之間的位置可調(diào)的調(diào)節(jié)齒輪，主齒輪嚙合著調(diào)節(jié)齒輪，調(diào)節(jié)齒輪嚙合著從齒輪。
[0008]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0009]其轉(zhuǎn)向機構(gòu)工作原理是在驅(qū)動機構(gòu)的主齒輪轉(zhuǎn)動時，固定主齒輪上的偏心頂柱隨之作圓周運動，推動與其接觸的后頂桿作前后直線運動，帶動推桿滑動，推桿使得調(diào)節(jié)盤及固定在調(diào)節(jié)盤上的前頂桿一起作前后直線運動，帶動與前頂桿接觸的前輪軸擺動，從而完成小車的轉(zhuǎn)向動作；因為前頂桿由于前輪軸彈簧的作用而與前輪軸保持接觸，后頂桿由于推桿彈簧的作用而與偏心頂柱保持接觸，所以保持前頂桿與前輪軸之間無間隙，也可以保持后頂桿與頂柱之間無間隙，使得轉(zhuǎn)向平穩(wěn)，保持了正弦機構(gòu)的優(yōu)點，在保證加工精度和裝配精度的情況下，可使小車按標(biāo)準(zhǔn)的“S”形軌跡行駛，而不需要再調(diào)節(jié)找出平衡位置。
[0010]相對于其他形式的傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向機構(gòu):曲柄滑塊機構(gòu)和空間四連桿機構(gòu)，本發(fā)明克服了前者的間隙較大帶來的轉(zhuǎn)向不平穩(wěn)的缺點，也解決了后者結(jié)構(gòu)復(fù)雜帶來的調(diào)節(jié)平衡比較困難的缺陷。
[0011]其變距機構(gòu)為適應(yīng)不同的桿距，只需要更換一個從齒輪，并調(diào)整調(diào)節(jié)齒輪的位置使三個齒輪嚙合即可(主齒輪、調(diào)節(jié)齒輪和從齒輪)，傳動比調(diào)節(jié)容易，操作簡單可靠，而且沒有空閑的齒輪，也不設(shè)置行走時用不到的換擋機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡化，便于拆裝和調(diào)試，重量輕，消耗能量少。
[0012]已有技術(shù)的其他形式的變距機構(gòu)包括:①更換輪子，但是一次要換三個輪子，操作太復(fù)雜，且需要準(zhǔn)備多組輪子，浪費材料；②更換齒輪，但是必須要調(diào)節(jié)齒輪的間距，不易操作。而本發(fā)明不更換輪子，也不需要調(diào)節(jié)齒輪間距，操作更加簡單可靠，用時較少。
[0013]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0014]進一步，為了更好地完成轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)小車行走路線，本發(fā)明還包括設(shè)置使轉(zhuǎn)向機構(gòu)橫向移動的橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)。更進一步所述橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)包括在滑座與托架之間設(shè)置溜板，滑座安置在溜板上，托架上設(shè)置用于調(diào)節(jié)溜板橫向移動的裝置。作為優(yōu)選，調(diào)節(jié)溜板橫向移動的裝置選用絲桿裝置。通過橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)使轉(zhuǎn)向機構(gòu)橫向移動，改變前頂桿與前輪軸的接觸位置，以改變前輪擺角的大小，從而調(diào)節(jié)小車行走路線的振幅，實現(xiàn)對小車行走路線的精準(zhǔn)微調(diào)。
[0015]進一步，同樣也是為了更好地完成轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)小車行走路線，本發(fā)明還包括在調(diào)節(jié)盤上開有微調(diào)槽，推桿前端與調(diào)節(jié)盤的連接點位于該微調(diào)槽中。將推桿前端與調(diào)節(jié)盤的連接點置于該微調(diào)槽中的不同位置，可以調(diào)節(jié)推桿的行程長度，調(diào)節(jié)前頂桿與推桿的相對位置，也可改變前輪擺角的大小，實現(xiàn)小車行走路線的精準(zhǔn)微調(diào)。
[0016]也就是說，本發(fā)明通過設(shè)置使轉(zhuǎn)向機構(gòu)橫向移動的橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)，以及在調(diào)節(jié)盤上開有微調(diào)槽，采取兩個不同的措施，為實現(xiàn)小車行走路線的精準(zhǔn)而提供了雙重保障。
[0017]進一步，本發(fā)明在后輪與后輪軸之間裝有單向軸承，可以使小車在轉(zhuǎn)彎過程中實現(xiàn)兩個后輪的差速。這比已有技術(shù)使用差速器更加簡單。
[0018]本發(fā)明所述的推桿彈簧和前輪軸彈簧均選用彈簧片。
[0019]為了可靠地?zé)o間隙地調(diào)整調(diào)節(jié)齒輪的位置，使調(diào)節(jié)齒輪與主齒輪、從齒輪更好地嚙合，本發(fā)明中，調(diào)節(jié)齒輪安置在機架上的條形槽中。
[0020]無碳小車競賽賽道如圖4所示。賽道寬度為2米，在無碳小車M所在處的起點前方，賽道中線等距離擺放障礙桿(圖中的A、B、C、D)，起點距第一個障礙桿的間距與各障礙桿的間距相同，桿為直徑20mm、高200mm的圓棒。賽制規(guī)定，桿距在700?1300mm范圍內(nèi)，但是對每一個選手而言，具體的桿距事先不得而知，需經(jīng)現(xiàn)場公開抽簽隨機決定，并且規(guī)定在賽前只有I小時時間對小車進行裝配和調(diào)試。為完成比賽并取得好成績，無碳小車必須設(shè)計合理，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，便于調(diào)試，運行平穩(wěn)，行走平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向可靠，能量利用率高。本發(fā)明的可適應(yīng)不同桿距S形路徑的無碳小車，其采用雙滑輪、采用調(diào)節(jié)齒輪的變距機構(gòu)、采用推動式的轉(zhuǎn)向機構(gòu)、以及使用彈簧的作用使得前頂桿與前輪軸保持良好接觸、后頂桿與偏心頂柱保持良好接觸，和采用橫向調(diào)節(jié)機構(gòu)和微調(diào)槽進行雙重保障微調(diào)轉(zhuǎn)向等諸多技術(shù)特征，確?？梢皂樌瓿杀荣惒⑷〉煤贸煽儭?br>[0021]本發(fā)明的無碳小車，也適宜于其他在沒有能源供給的情況下自動避障行走，以完成特定的任務(wù)。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的無碳小車的示意圖。
[0023]圖2是未裝配立柱的無碳小車車體圖。
[0024]圖3是圖2取下前后輪后的