S形變距行走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，尤其是涉及一種競賽類S形變距行走的無碳小車。
【背景技術(shù)】
[0002]一種競賽類無碳小車，要求:設(shè)計(jì)以重力勢能驅(qū)動的具有方向控制功能的自行小車，要求小車在行走過程中完成所有動作所需的能量均由此給定重力勢能轉(zhuǎn)換而得，不可以使用任何其他來源的能量。要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機(jī)構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應(yīng)放有不同間距障礙物的競賽場地。要求小車為三輪結(jié)構(gòu)。該給定重力勢能為IKg的標(biāo)準(zhǔn)砝碼獲得，要求砝碼的可下降高度為400±2mm。賽道寬度為2米，出發(fā)端線距第一個障礙及障礙與障礙之間的間距均相同。競賽小車在前行時能夠自動繞過賽道上設(shè)置的障礙物，障礙物為直徑20mm、高200mm的圓棒，沿賽道中線等距離擺放。小車有效的繞障方法為:小車從賽道一側(cè)越過一個障礙后，整體越過賽道中線且障礙物不被撞倒或推出障礙物定位圓；連續(xù)運(yùn)行，直至小車停止。小車有效的運(yùn)行距離為:停止時小車最遠(yuǎn)端與出發(fā)線之間的垂直距離。目前已有的競賽類無碳小車有諸多不太完善的地方。其一，小車的驅(qū)動裝置把牽引繩直接纏繞在車輪驅(qū)動軸上，導(dǎo)致小車的啟動力矩較小，不利于小車的起步，同時使小車的行駛距離受到影響。其二，在調(diào)試小車時，受到繞線位置及牽引繩長度的影響，不能準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)前輪角度，造成調(diào)試不便，影響小車的越障行駛。其三，小車機(jī)構(gòu)中不帶有變距裝置，不能適應(yīng)不同間距障礙的競賽場地。其四，小車零部件過于復(fù)雜，加工成本較高，不太符合小車無碳、低成本的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種競賽類的S形變距行走的無碳小車，它利用IKg勢能塊在400 ± 2mm的下落行程中產(chǎn)生的重力勢能轉(zhuǎn)化為小車前進(jìn)的動能原理，前行時能夠按照一定的周期性，長距離的自動避開賽道上設(shè)置的障礙物。并且，小車能夠根據(jù)不同間距的障礙物場地，調(diào)節(jié)小車的轉(zhuǎn)向周期性。
[0004]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
S形變距行走的無碳小車，包括有車架、驅(qū)動裝置、傳動裝置和轉(zhuǎn)向裝置，
所述車架包括有底板、軸承座、拉桿支架、主動軸支架、驅(qū)動軸支架、勢能支架和前輪輪軸支架，底板的中心垂直安裝勢能支架，底板的后端兩側(cè)分別安裝后輪支架、主動軸支架和驅(qū)動軸支架，底板的前端安裝有前輪輪軸支架，軸承座固定在底板上并與前輪輪軸支架連接;
所述驅(qū)動裝置包括有勢能塊、定滑輪、主動軸、后輪軸、后輪、后大齒輪、小齒輪、前大齒輪、驅(qū)動軸、線繩和繞線槽，定滑輪安裝在勢能支架上，線繩的一端連接勢能塊，線繩另一端繞過定滑輪纏繞在繞線槽內(nèi)，繞線槽與后大齒輪安裝在主動軸上，后大齒輪嚙合小齒輪，小齒輪嚙合前大齒輪，前大齒輪安裝在驅(qū)動軸上，小齒輪安裝在后輪軸上；
所述傳動裝置包括有凸輪、拉桿、Y形件，凸輪與前大齒輪安裝在同一驅(qū)動軸上，拉桿一端與凸輪相連，拉桿另一端與Y形件連接；
所述轉(zhuǎn)向裝置包括有橫桿和前輪，橫桿一端連接Y形件，另一端連接前輪輪軸支架，前輪輪軸支架與前輪連接。
[0005]所述車架為塔形。
[0006]所述繞線槽的繞線部分為圓臺形。
[0007]拉桿為T形，拉桿具有長條形滑槽，Y形件的一端設(shè)置有套孔，套孔內(nèi)具有螺紋，Y形件與拉桿通過螺母連接，拉桿與Y形件、橫桿、前輪輪軸支架組成前輪調(diào)直裝置用于調(diào)直前輪。
[0008]所述的凸輪具有凸輪滑槽，凸輪滑槽邊緣帶有變距范圍的刻度，拉桿一端的長條形滑槽通過螺栓螺母連接在凸輪滑槽上，螺栓、螺母緊固在長條形滑槽上并能在凸輪滑槽內(nèi)移動，凸輪與拉桿、螺栓和螺母組成變距裝置。
[0009]本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
本發(fā)明包括有車架、驅(qū)動裝置、傳動裝置和轉(zhuǎn)向裝置，用曲柄搖桿實(shí)現(xiàn)小車的轉(zhuǎn)向，連接車輪的軸為后輪軸，后輪軸上安裝有小齒輪，與小齒輪嚙合的后大齒輪安裝在主動軸上，與小齒輪嚙合的前大齒輪與凸輪連接，凸輪與拉桿連接，通過齒輪嚙合來實(shí)現(xiàn)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動。利用重力勢能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能驅(qū)動小車行走，按照一定的周期性，在前行時避開賽道上設(shè)置的障礙物。本發(fā)明具有小車前輪調(diào)直裝置，可以調(diào)整前輪的發(fā)車角度，可以精確控制小車行駛方向；本發(fā)明具有小車變距裝置，可以根據(jù)不同間距的障礙物場地，調(diào)節(jié)小車的轉(zhuǎn)向周期性，實(shí)現(xiàn)小車對不同間距障礙物的越障。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，組裝方便，操作易行，行走距離較長；本發(fā)明小車的繞線圈呈圓臺形，使勢能塊能勻速下落，保證了小車行駛速度的均勻性，增強(qiáng)了小車行駛的穩(wěn)定性。本發(fā)明車架為塔形使得整體重量輕，減少了摩擦力帶來的能量損耗，同時整體性好，成本低廉。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的齒輪裝配結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的前輪調(diào)直裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為本發(fā)明的凸輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為本發(fā)明的變距裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明的Y形件結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖7為本發(fā)明的底板、前輪、前輪輪軸支架和軸承座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]其中:橫桿5、Y形件6、螺母7、拉桿8、拉桿支架9、前大齒輪10、驅(qū)動軸支架11、凸輪12、小齒輪13、后輪支架14、后輪15、后大齒輪16、主動軸17、繞線槽18、主動軸支架19、勢能支架20、定滑輪21、長條形滑槽23、套孔24、螺紋25，凸輪滑槽26、螺母27、螺栓28、后輪軸31、驅(qū)動軸32、線繩33、勢能塊34。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1-7所示，S形變距行走的無碳小車，包括有車架、驅(qū)動裝置、傳動裝置和轉(zhuǎn)向裝置， 如圖1、7所示，所述車架呈塔形，車架包括有底板1、軸承座4、拉桿支架9、主動軸支架19、驅(qū)動軸支架11、勢能支架20和前輪輪軸支架3，底板的中心垂直安裝勢能支架，底板的后端兩側(cè)分別安裝后輪支架14、主動軸支架和驅(qū)動軸支架，底板的前端安裝有前輪輪軸支架3，前輪輪軸支架3自上而下穿過底板I，軸承座4套裝在前輪輪軸支架3上并固定在底板I上。
[0014]如圖1、2所示，所述驅(qū)動裝置包括有勢能塊34、定滑輪21、主動軸17、后輪軸31、后輪15、后大齒輪16、小齒輪13、前大齒輪10、驅(qū)動軸32、線繩33和繞線槽18，