一种能走8字形轨迹的无碳小车的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种能走8字形轨迹的无碳小车，包括车架和设置在车架上的驱动机构、传动机构及转向机构，其特征是：驱动机构通过柔性线绳与传动机构连接，传动机构通过轴承座固定在车架上，并通过卷筒轴与转向机构连接，还设有角度微调机构与转向机构刚性连接。这种结构的小车是利用在运行过程中重物下落的重力势能来驱动小车行走，并自动避开障碍物，使小车在行走过程中运行平衡，转向可靠，运动轨迹有一定的可调范围，实现小车绕8字路线行走的目的。
【专利说明】一种能走8字形轨迹的无碳小车
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及小车，具体是一种能走8字形轨迹的无碳小车。
【背景技术】
[0002]如图1所示，根据能量转换原理，由给定重力势能转换而设计一种小车，该小车的轨迹运行要求是:小车在半张标准乒乓球台(长1525mm、宽1370mm)上，绕相距一定距离的两个障碍沿“8”字形轨迹绕行，绕行时不可以撞倒障碍物，不可以掉下球台。障碍物为直径20mm、长200mm的2个圆棒，相距一定距离放置在半张标准乒乓球台的中线上，以小车完成8字绕行圈数的多少来综合评定成绩(如图2所示)。 [0003]中国专利CN102266671B公开了一种“…”形行走的无碳小车，该小车是在车架上安装驱动部分和转向部分，利用势能块下落行程中所产生的势能作小车前进动能，使小车前行时能够按照一定的周期性，长距离的自动避开赛道上设置的障碍物。
[0004]中国专利CN202920979U公开了一种重力势能驱动行走8字型的可调控无碳小车，该小车主要由能量转换机构、转向控制机构和转向引导机构组成，通过调整主运动轴半径和两线圈套直径比来控制小车转向时机。
[0005]上述两种结构的小车都存在结构较为复杂，且难以控制小车前行时避开障碍物的不足，操作比较困难，而且加工复杂，制造成本偏高。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的是为克服现有技术的不足，提供一种能走8字形轨迹的无碳小车。这种结构的小车采用圆柱凸轮来控制其转向，转向精度高，小车在行走过程中运行平衡，运动轨迹有一定的可调范围，实现小车绕8字路线行走的目的。
[0007]实现本实用新型目的的技术方案是:
[0008]一种能走8字形轨迹的无碳小车，包括车架和设置在车架上的驱动机构、传动机构、转向机构，与现有技术不同的是:驱动机构通过柔性线绳与传动机构连接，传动机构通过轴承座固定在车架上，并通过卷筒轴与转向机构连接，还设有角度微调机构与转向机构刚性连接。
[0009]所述驱动机构主要由支撑杆、定滑轮、势能块和卷筒组成。支撑杆的下端固定在小车车架上，支撑杆的形心处在小车的重心位置上，支撑杆上端安装一定滑轮，势能块通过柔性线绳绕过定滑轮，拉动卷筒，从而实现重力势能向小车行走的机械能的转换。
[0010]所述传动机构主要由卷筒轴传动齿轮、中间轴右齿轮、中间轴左齿轮、后轮轴齿轮、后轮轴、后轮连接组成。卷筒和卷筒轴齿轮固定在卷筒轴上，卷筒轴两端采用深沟球轴承支撑在轴承座上，卷筒通过卷筒轴将动力传递给卷筒轴右端的卷筒轴传动齿轮，卷筒轴传动齿轮与中间轴右齿轮啮合，中间轴右齿轮紧定在中间轴上，中间轴右齿轮经过中间轴驱动中间轴左边的齿轮，中间轴左边齿轮与后轮轴齿轮啮合，后轮轴齿轮紧固在后轮轴上，后轮安装在后轮轴两端，即通过两级齿轮传动实现后轮的转动。[0011]转向机构主要由导轨滑块、端面凸轮、推杆和前轮连接组成，导轨滑块安装在轴承座上，导轨的一端连接推杆，推杆的底端安装在端面凸轮的凹槽里面，推杆与凹槽之间为滚动摩擦，导轨的另一端通过微调机构与前轮相连。通过端面凸轮推动推杆带动前轮摆动来实现小车按预设的轨迹的行走。
[0012]所述角度微调机构主要由微调螺母、支座、角度调整杆、滑座、前轮摆杆和前轮横杆连接组成。微调机构安装在小车前轮左边，角度调整杆通过微调螺母固定在支座上，角度调整杆与前轮摆杆相互垂直，前轮摆杆的一端与固定支座相连，前轮摆杆的另一端连接在滑座上，滑座与前轮横杆之间采用滑动连接，前轮横杆与前轮转向轴为螺纹连接。
[0013]本实用新型的优点是:
[0014]1、利用端面凸轮来控制小车转向，转向阻力小，转向可靠性更高，灵敏性更好。
[0015]2、角度微调机构调整方式多样，调整范围广。
[0016]3、小车整体结构紧凑，机构之间传动没有间隙，运行稳定性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本无碳小车的示意图；
[0018]图2为乒乓球台及障碍设置示意图；
[0019]图3为本无碳小车结构示意图；
[0020]图4为本无碳小车行走8字形轨迹示意图。
[0021]图中1.车架，2.支撑杆，3.定滑轮，4.势能块，5.导轨滑块，6.卷筒，7.卷筒轴，
8.端面凸轮，9.推杆，10.前轮，11.卷筒轴齿轮，12.中间轴右齿轮，13.中间轴左齿轮，14.后轮轴齿轮，15.后轮轴，16.后轮，17.微调螺母，18.角度调整杆，19.前轮摆杆，20.前轮横杆。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型公开一种能走8字形轨迹的无碳小车，主体由驱动机构，传动机构，转向机构和角度微调机构组成，包括车架1，支撑杆2，定滑轮3，势能块4，导轨滑块5，卷筒6，卷筒轴7，端面凸轮8，推杆9，前轮10，卷筒轴齿轮11，中间轴右齿轮12，中间轴左齿轮13，后轮轴齿轮14，后轮轴15，后轮16，微调螺母17，角度调整杆18，前轮摆杆19，前轮横杆20。所述支撑杆2固定在车架I上，支撑杆2上设有定滑轮3，所述驱动机构由卷筒6和定滑轮3配合柔性线绳组成。所述传动机构由卷筒轴齿轮11与中间轴右齿轮12相啮合，中间轴左齿轮13与后轮轴齿轮14啮合，后轮轴齿轮14通过后轮轴15带动后轮16转动。所述转向机构由端面凸轮8推动推杆9，推杆9与导轨滑块5相连，通过导轨的来回运动控制前轮10转向。所述角度微调机构通过微调螺母17和角度调整杆18配合前轮摆杆19与前轮横杆20实现。
[0023]小车运行时，势能块沿着支撑杆2下落，下落过程中拉动柔性线绳，柔性线绳绕过定滑轮3带动卷筒6转动，卷筒6通过两级齿轮传动带动后轮16转动，小车前行。同时，卷筒6带动卷筒轴7左端的端面凸轮8转动，端面凸轮8推动推杆9来回移动，推杆9经过导轨滑块5带动前轮10周期性摆动，从而实现小车的8字型行走。
【权利要求】
1.一种能走8字形轨迹的无碳小车，包括车架和设置在车架上的驱动机构、传动机构及转向机构，其特征是:驱动机构通过柔性线绳与传动机构连接，传动机构通过轴承座固定在车架上，并通过卷筒轴与转向机构连接，在车架前轮左边设有的角度微调机构与转向机构刚性连接； 转向机构主要由导轨、导轨滑块、端面凸轮、推杆和前轮组成，导轨滑块与轴承座连接，导轨的一端与推杆连接，另一端通过角度微调机构与前轮相连，推杆底端与端面凸轮的凹槽卡接； 角度微调机构主要由微调螺母、支座、角度调整杆、滑座、前轮摆杆和前轮横杆组成，角度调整杆通过微调螺母固定在支座上，前轮摆杆的一端与固定支座相连，另一端与滑座连接，滑座与前轮横杆连接，前轮横杆与前轮转向轴连接。
2.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征是:所述驱动机构主要由支撑杆、定滑轮、势能块和卷筒组成，支撑杆的下端固定在小车车架上，支撑杆的形心处在小车的重心位置上，支撑杆上端安装一定滑轮，势能块通过柔性线绳、定滑轮与卷筒连接。
3.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征是:所述传动机构主要由卷筒、卷筒轴齿轮、中间轴右齿轮、中间轴左齿轮、后轮轴齿轮、后轮轴、后轮组成，卷筒和卷筒轴齿轮固定在卷筒轴上，卷筒轴两端通过深沟球轴承支撑在轴承座上，卷筒通过卷筒轴与卷筒轴右端的卷筒轴齿轮连接，卷筒轴齿轮与中间轴右齿轮啮合，中间轴右齿轮通过中间轴与中间轴左齿轮啮合，中间轴左齿轮与后轮轴齿轮啮合，后轮轴齿轮固定在后轮轴上，后轮安装在后轮轴两端。
4.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征是:所述推杆与凹槽之间为滚动摩擦。
5.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征是:所述角度调整杆与前轮摆杆相互垂直。
6.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征是:所述滑座与前轮横杆之间为滑动连接，前轮横杆与前轮转向轴为螺纹连接。
【文档编号】A63H17/26GK203408467SQ201320400204
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月8日 优先权日:2013年7月8日
【发明者】魏德强, 卢健 申请人:桂林电子科技大学