凸轮同步带式无碳小车的制作方法

本实用新型涉及一种机械竞赛小车，更具体的说是涉及凸轮同步带式无碳小车。

背景技术：

无碳小车是一种利用重力势能作为唯一能量的，同时具有连续避障功能的三轮小车。无碳小车的最大优点就是势能与动能之间的转化，以重力势能为唯一能量，不需要燃烧有机能源就能产生动能，真正意义上实现了无碳。但目前的无碳小车在灵活转向方面缺乏研究，车体无法灵活的转向，因此导致无碳小车无法及时避开障碍物，出现侧翻的现象。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种凸轮同步带式无碳小车，该无碳小车转向较灵活，能及时避开障碍物。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种凸轮同步带式无碳小车，包括车架、驱动机构、传动机构、行驶机构和转向机构；所述行驶机构包括一个前轮和两个后轮，所述前轮位于车架前侧，所述后轮位于车架后部的两侧，所述前轮和后轮均与车架转动连接；所述驱动机构位于车架上；所述驱动机构通过重力势能驱动，在传动机构的传动下，所述驱动机构带动转向机构运动，使得前轮进行转向，同时带动后轮运动；所述转向机构包括凸轮、推动件和第一弹簧；所述凸轮与车架转动连接且与传动机构相联动；所述车架靠近前轮的一侧设置有第一腰型孔，所述推动件靠近凸轮的一侧设置有滑杆，所述滑杆用于在第一腰型孔内滑动，所述滑杆在第一腰型孔内的滑移方向为靠近或者远离后轮；所述滑杆背离推动件的一端与凸轮相抵触；所述推动件靠近前轮的一侧设置有第二腰型孔，所述前轮上设置有用于在第二腰型孔内滑移的联动杆；所述联动杆在第二腰型孔内的滑移方向为靠近或者远离凸轮；所述第一弹簧一端与前轮固定连接，另一端与车架固定连接，所述第一弹簧用于保持滑杆与凸轮相抵触。

作为本实用新型的进一步改进，所述驱动机构包括重物、连接线、安装块和若干个支撑杆；所述支撑杆一端与车架固定连接，另一端与安装块固定连接；若干个支撑杆围成一立体空间，从而形成供重物下降的通道；所述安装块上设置有第一转动轴，所述第一转动轴与安装块转动连接；所述连接线一端与重物相连接，另一端缠绕在第一转动轴上；所述第一转动轴上还设置有第一传动轮，所述第一传动轮与传动机构通过皮带相传动。

作为本实用新型的进一步改进，所述传动机构包括第二转动轴、用于与第一传动轮相传动的第二传动轮、用于与后轮相传动的第三传动轮和用于与凸轮相传动的第四传动轮；所述第二转动轴与车架转动连接；所述第二传动轮、第三传动轮和第四传动轮均固定在第二转动轴上；所述车架上还设置有第三转动轴；所述第三转动轴与车架转动连接；所述凸轮固定在第三转动轴上；所述第三转动轴上设置有第一转动齿轮，所述第一转动齿轮与第四传动轮相啮合；

作为本实用新型的进一步改进，所述车架上设置有固定块，所述固定块与车架固定连接，所述固定块至少为两个；每个固定块内均设置有与推动件间隙配合的通孔，所述推动件贯穿通孔且与固定块滑移连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述滑杆靠近凸轮的一侧设置有套环，所述套环套设在滑杆上且与凸轮相抵触；所述套环由高耐磨性的聚氨酯材料制成。

本实用新型的有益效果：通过在车架上设置有后轮，后轮个数为2个，后轮位于车架后部两侧，后轮转动时会带动无碳小车运动；通过在车架前部设置有前轮，前轮个数为1个，通过前轮的转向使得整个无碳小车的运动方向发生变化，从而使得无碳小车可以在前进的同时躲避障碍物；所述驱动机构是由重力势能驱动，即利用重力势能为唯一能源，不需要通过燃料燃烧，真正实现了无碳；当驱动机构工作后，通过传动机构的传动，驱动机构一方面会带动后轮进行转动，使得整个无碳小车向前方运动；另一方面会带动凸轮进行转动；凸轮进行转动后，由于凸轮与滑杆相抵触，这样凸轮就会带动滑杆在第一腰型孔内滑动；由于滑杆与推动件固定连接，滑杆运动时，推动件也会一起运动，继而带动前轮进行左右转向，从而实现了无碳小车在前进过程中自动转向，这样无碳小车就会在重力势能的驱动下，沿着s形路线前行，并且自动绕过障碍物；通过设置有第一弹簧，第一弹簧用于保持滑杆始终与凸轮相抵触；这样保证了当凸轮在进行转动时，凸轮能够一直带动推动件进行运动，继而带动前轮进行转向运动，使得本实用的无碳小车转向较为灵活，能及时避开障碍物。

附图说明

图1为本实用的立体结构示意图；

图2为图1的局部放大图；

图3为图1另一区域的局部放大图；

图4为本实用中传动机构的结构示意图；

图5为本实用中传动机构另一个方向的结构示意图。

附图标记：1、车架；11、第一腰型孔；12、第三转动轴；121、第一转动齿轮；13、固定块；131、通孔；2、驱动机构；21、重物；22、连接线；23、安装块；231、第一转动轴；232、第一传动轮；233、皮带；24、支撑杆；3、传动机构；31、第二转动轴；32、第二传动轮；33、第三传动轮；34、第四传动轮；4、行驶机构；41、前轮；411、联动杆；42、后轮；5、转向机构；51、凸轮；52、推动件；521、滑杆；522、第二腰型孔；523、套环；53、第一弹簧；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。

参照图1至5所示，本实施例的凸轮同步带式无碳小车，包括车架1、驱动机构2、传动机构3、行驶机构4和转向机构5；所述行驶机构4包括一个前轮41和两个后轮42，所述前轮41位于车架1前侧，所述后轮42位于车架1后部的两侧，所述前轮41和后轮42均与车架1转动连接；所述驱动机构2位于车架1上；所述驱动机构2通过重力势能驱动，在传动机构3的传动下，所述驱动机构2带动转向机构5运动，使得前轮41进行转向，同时带动后轮42运动；所述转向机构5包括凸轮51、推动件52和第一弹簧53；所述凸轮51与车架1转动连接且与传动机构3相联动；所述车架1靠近前轮41的一侧设置有第一腰型孔11，所述推动件52靠近凸轮51的一侧设置有滑杆521，所述滑杆521用于在第一腰型孔11内滑动，所述滑杆521在第一腰型孔11内的滑移方向为靠近或者远离后轮42；所述滑杆521背离推动件52的一端与凸轮51相抵触；所述推动件52靠近前轮41的一侧设置有第二腰型孔522，所述前轮41上设置有用于在第二腰型孔522内滑移的联动杆411；所述联动杆411在第二腰型孔522内的滑移方向为靠近或者远离凸轮51；所述第一弹簧53一端与前轮41固定连接，另一端与车架1固定连接，所述第一弹簧53用于保持滑杆521与凸轮51相抵触。

通过上述技术方案：通过在车架1上设置有后轮42，后轮42个数为2个，后轮42位于车架1后部两侧，后轮42转动时会带动无碳小车运动；通过在车架1前部设置有前轮41，前轮41个数为1个，通过前轮41的转向使得整个无碳小车的运动方向发生变化，从而使得无碳小车可以在前进的同时躲避障碍物；所述驱动机构2是由重力势能驱动，即利用重力势能为唯一能源，不需要通过燃料燃烧，真正实现了无碳；当驱动机构2工作后，通过传动机构3的传动，驱动机构2一方面会带动后轮42进行转动，使得整个无碳小车向前方运动；另一方面会带动凸轮51进行转动；凸轮51进行转动后，由于凸轮51与滑杆521相抵触，这样凸轮51就会带动滑杆521在第一腰型孔11内滑动；由于滑杆521与推动件52固定连接，滑杆521运动时，推动件52也会一起运动，继而带动前轮41进行左右转向，从而实现了无碳小车在前进过程中自动转向，这样无碳小车就会在重力势能的驱动下，沿着s形路线前行，并且自动绕过障碍物；通过设置有第一弹簧53，第一弹簧53用于保持滑杆521始终与凸轮51相抵触；这样保证了当凸轮51在进行转动时，凸轮51能够一直带动推动件52进行运动，继而带动前轮41进行转向运动，使得本实用的无碳小车转向较为灵活，能及时避开障碍物；同时结构相对简单，加工制造成本低，前行稳定可靠。

作为改进的一种具体实施方式，所述驱动机构2包括重物21、连接线22、安装块23和若干个支撑杆24；所述支撑杆24一端与车架1固定连接，另一端与安装块23固定连接；若干个支撑杆24围成一立体空间，从而形成供重物21下降的通道；所述安装块23上设置有第一转动轴231，所述第一转动轴231与安装块23转动连接；所述连接线22一端与重物21相连接，另一端缠绕在第一转动轴231上；所述第一转动轴231上还设置有第一传动轮，所述第一传动轮232与传动机构3通过皮带233相传动。

通过上述技术方案：本实用的驱动机构2是以重物21的重力势能唯一能源进行驱动的；通过设置有支撑杆24，支撑杆24有较好的弹性；支撑杆24的个数最少为3个，若干个支撑杆24围成一个立体空间，该立体空间形成了重物21下降的通道；支撑杆24会对重物21起到一个限位作用，从而保证重物21能够稳定的下降，稳定的进行输出；通过设置有连接线22，连接线22一端与重物21相连接，另一端缠绕在第一转动轴231上；当小车要开始运动时，将重物21放入由支撑杆24形成的通道中；重物21会慢慢的下降，即向靠近车架1的方向移动；重物21在下降过程中，在连接线22的传动作用下，第一转动轴231会相对于安装块23进行转动；第一转动轴231转动后，固定在第一转动轴231上的第一传动轮232会随着第一转动轴231的转动而转动，传动机构3和第一传动轮232之间通过皮带233相联动，即通过皮带233的传动，第一传动轮232会带动传动机构3运动，继而使凸轮51和后轮42也随之运动，这样保证了无碳小车只在重力势能的驱动下，沿着“s”形路线前进，并能自动绕过障碍物；该驱动结构加工制造简单，生产成本低，并且能够稳定有效的驱动小车自动前进和转向。

作为改进的一种具体实施方式，所述传动机构3包括第二转动轴31、用于与第一传动轮232相传动的第二传动轮32、用于与后轮42相传动的第三传动轮33和用于与凸轮51相传动的第四传动轮34；所述第二转动轴31与车架1转动连接；所述第二传动轮32、第三传动轮33和第四传动轮34均固定在第二转动轴31上；所述车架1上还设置有第三转动轴12；所述第三转动轴12与车架1转动连接；所述凸轮51固定在第三转动轴12上；所述第三转动轴12上设置有第一转动齿轮121，所述第一转动齿轮121与第四传动轮34相啮合；

通过上述技术方案：通过设置有第二传动轮32，皮带233一端套设在第一传动轮232上，另一端套设在第二传动轮32上；当第一传动轮232转动后，通过皮带233的传动，第二传动轮32也会随之运动；由于第二传动轮32固定在第二转动轴31上，当第二传动轮32进行转动时，第二转动轴31也会进行转动；通过在第二转动轴31设置有第三传动轮33，第三传动轮33用于与后轮42相传动，这样就能带动后轮42转动，从而使得无碳小车向前运动；此外通过在第二转动轴31设置有第四传动轮34，车架1上有第三转动轴12，凸轮51位于第三转动轴12上，第三转动轴12上有第一转动齿轮121，第一转动齿轮121与第四传动轮34相啮合，这样就能带动凸轮51转动从动，继而带动前轮41周期性左右转向；使得小车在前进时自动转动；该驱动结构加工制备简单，容易生产。

作为改进的一种具体实施方式，所述车架1上设置有固定块13，所述固定块13与车架1固定连接，所述固定块13至少为两个；每个固定块13内均设置有与推动件52间隙配合的通孔131，所述推动件52贯穿通孔131且与固定块13滑移连接。

通过上述技术方案：通过在车架1上设置固定块13，固定块13上有通孔131，通孔131的直径略大于或者等于推动件52的外径，推动件52贯穿通孔131，便于推动件52相对固定块13移动，通孔131内壁会对推动件52起到一个限位作用，使得推动件52按照一定的轨迹进行滑移，继而使前轮41左右转向，保证本实用的可实施性和稳定性；通过将固定块13设置为至少两个，即至少有两个，推动件52至少需要贯穿两个通孔131，两点确定一条直线，从而使得推动件52的滑移轨迹是确定的，进一步提高了本实用的稳定性，确保推动件52能带动前轮41转向。

作为改进的一种具体实施方式，所述滑杆521靠近凸轮51的一侧设置有套环523，所述套环523套设在滑杆521上且与凸轮51相抵触；所述套环523由高耐磨性的聚氨酯材料制成。

通过上述技术方案：通过设置有套环523，套环523套设在滑杆521上且与凸轮51相抵触，从而使得滑杆521不直接与凸轮51相接触，滑杆521不会因为摩擦而受到损害，降低其使用寿命，影响整个装置的运行；套环523是由高耐磨性的聚氨酯材料制成，即在凸轮51带动的滑杆521运动时，凸轮51对套环523的损伤很小，使得本实用具有较长的使用寿命，整个装置的运行也会更加流畅。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。