一种越障自行小车的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种无碳小车越障竞赛车模的设计及制造技术领域，具体涉及一种沿“S”型轨迹连续转向绕过障碍物的小车。
【背景技术】
[0002]无碳小车越障竞赛车模用于全国大学生工程训练综合能力竞赛，该竞赛目的在于促进学生将理论基础知识与工程实践有机结合，培养其创新设计意识和综合工程应用能力，现有技术一般采用重力势能来驱动实现，但现有结构设计存在不足之处:新一届竞赛的命题规则要求小车在前行时能够自动交错绕过赛道上设置的障碍物间距范围增大，现有小车结构很难适应大范围的障碍物间距连续变化；另外，小车出发定位不容易确定，对小车的行走轨迹影响很大，导致最后小车成功绕障的数量少且小车前行的距离短。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型针对现有技术中的不足，提出一种可适应大范围障碍物间距调节的越障自行小车结构设计方案，具有结构简单，传动件少，成本低廉，行驶平稳，避障多且距离较远等优点。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的方案是:所述的一种越障自行小车，包括车底板，车底板上面安装设置的能量转换机构、驱动机构、转向机构，和车底板下面安装设置的调节机构。所述的能量转换机构包括紧固在车底板前端的砝码支撑架、安装在支撑架顶部的定滑轮；砝码悬挂在支撑架内，具有足够强度的细线一端连接砝码，然后绕过定滑轮，绕在绕线轴上。所述的驱动机构包括绕线轴、传动轴和驱动轴及两级齿轮传动；绕线轴左端安装一锥形绕线轮；绕线轴右端安装的大齿轮一与传动轴右端的小齿轮一啮合为第一级齿轮传动，传动轴左端的大齿轮二与驱动轴左端的小齿轮二啮合为第二级齿轮传动；后轮为单轮驱动，左后轮紧固在驱动轴左端，右后轮通过轴承与驱动轴右端配合安装。所述的转向和调节机构包括摩擦轮和曲柄摇杆机构，摩擦主动轮紧固安装在传动轴上，摩擦被动轮安装在第一回转轴上，其下部设置有曲柄和连杆，连杆前端与紧固在前轮支架的摇杆相连，前轮支架设置在第二回转轴下部，前轮通过轴承安装在前轮支架上。
[0005]所述的绕线轴通过第一轴承支架安装在车底板上；传动轴和驱动轴通过第二轴承支架安装在车底板上。
[0006]所述的第一回转轴通过法兰盘一和轴承垂直安装在车底板后端；第二回转轴通过法兰盘二和轴承垂直安装在车底板前端。
[0007]所述的砝码支撑架包括三根中空管作为导向杆，按等边三角形布置，中间恰好通过Φ50ι?πι的砝码。
[0008]所述的车底板前端还包括一个发车定位装置。
[0009]本实用新型通过上述技术方案，存在如下效果:所述的一种越障自行小车，其砝码可在高度为400+2mm处下落，此重力势能转换成小车行走过程中所有动作所需的能量。调整小车的最佳发车位置，小车在前行时能够以“S”型行走轨迹自动绕过赛道上设置的障碍物。赛道障碍物间距范围700?1300mm，根据比赛障碍物间距值，调节摩擦主动轮与被动轮的摩擦相对位置，可以连续调节小车行走轨迹的周期，调节曲柄与连杆位置，可以调节小车行走轨迹的振幅和方向，调节范围较大，调整精确。该小车行驶平稳，避障多且距离较远。
【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构原理图；
[0011]图2是本实用新型图1的转向机构结构原理图。
[0012]图中所不:1-定位装置；2_车底板；3_第二轴承支架；4-后轮；5-轴承；6、7_定滑轮；8_细线；9_破码支撑架；10-味码;11-小齿轮二 ；12_驱动轴；13_大齿轮二 ；14_第一轴承支架；15-传动轴；16-摩擦主动轮；17-绕线轴；18-锥型绕线轮；19-小齿轮一 ；20_大齿轮一 ；21_法兰盘二 ；22_第二回转轴；23_前轮支架；24、27_连杆；25_摇杆；26_前轮；28,29-曲柄；30_第一回转轴；31_法兰盘一 ；32_摩擦被动轮。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图所示之实施例作进一步详述:
[0014]在图1至2所示实施例中:所述的一种越障自行小车，包括车底板2，车底板2上面安装设置的能量转换机构、驱动机构、转向机构，和车底板2下面安装设置的调节机构。所述的能量转换机构包括紧固在车底板2前端的砝码支撑架9、安装在支撑架9顶部的定滑轮6、7 ;砝码10悬挂在支撑架9内，具有足够强度的细线8 一端连接砝码10，然后绕过定滑轮6、7，绕在绕线轴17上。所述的驱动机构包括绕线轴17、传动轴15和驱动轴12及两级齿轮传动；绕线轴17左端安装一锥形绕线轮18 ;绕线轴17右端安装的大齿轮一 20与传动轴15右端的小齿轮一 19嗤合为第一级齿轮传动，传动轴15左端的大齿二 13轮与驱动轴12左端的小齿二 11轮啮合为第二级齿轮传动；后轮4为单轮驱动，左后轮4紧固在驱动轴12左端，右后轮4通过轴承5与驱动轴12右端配合安装。所述的转向和调节机构包括摩擦轮和曲柄摇杆机构，摩擦主动轮16紧固安装在传动轴15上，摩擦被动轮32安装在第一回转轴30上，其下部设置有曲柄28、29和连杆24、27，连杆24、27前端与紧固在前轮支架23的摇杆25相连，前轮支架23设置在第二回转轴22下部，前轮26通过轴承5安装在支架23上。
[0015]所述的绕线轴17通过第一轴承支架14安装在车底板2上；传动轴15和驱动轴12通过第二轴承支架3安装在车底板2上。
[0016]所述的第一回转轴30通过法兰盘一 31和轴承5垂直安装在车底板2后端；第二回转轴22通过法兰盘二 21和轴承5垂直安装在车底板2前端。
[0017]所述的砝码支撑架9包括三根中空管作为导向杆，按等边三角形布置，中间恰好通过Φ50ι?πι的砝码10。
[0018]所述的车底板2前端还包括一个发车定位装置I。小车理论出发最佳位置是小车后轮距起跑线所走粧距的1/2处，在此位置小车前轮26与车身中轴线平行，小车与中心线成45°角。所以该发车定位装置I应与摇杆25平行，可用直角尺进行检测。
[0019]所述的一种越障自行小车，通过具有足够强度的细线将绕线轴与砝码相连，砝码在下落过程中，拉动细线，带动绕线轴转动，为了增大启动力矩，绕线轴上安装有一锥形绕线轮。通过两级齿轮传动将一部分能量传递给后轮轴，从而带动后轮转动，达到驱动行驶目的。该车后轮设计成驱动轮，为单轮驱动，能量损耗较小；前轮设计成转向轮。砝码的重力势能还有一部分通过一级齿轮传动带动摩擦主动轮转动，通过摩擦被动轮的回转轴带动车底板下方的曲柄连杆作回转运动，曲柄的旋转使摇杆等幅摆动，带动前轮轴控制前车轮连续转向，实现小车自动交错绕过等距离直线摆放的障碍物。通过调整主动摩擦轮的位置、曲柄连杆的长度可以改变转向参数，从而实现小车绕过不同间距的障碍物，可以实现障碍物间距的连续调节。所述的砝码支撑架限制了砝码在小车运行中的摆动，达到车体运行中良好的平衡。所述的车底板由于所承载的负荷比较小，选用厚度为3_的硬铝板料；通过降低车底板距离地面的高度来降低整车的重心，达到良好的动态平衡，小车底板距离地面23mm。
【主权项】
1.一种越障自行小车，包括车底板，其特征是所述的车底板上设置的能量转换机构、驱动机构、转向机构，和车底板下面安装设置的调节机构，所述的能量转换机构包括紧固在车底板前端的砝码支撑架、安装在支撑架顶部的定滑轮，砝码悬挂在支撑架内，具有足够强度的细线一端连接砝码，然后绕过定滑轮，绕在绕线轴上；所述的驱动机构包括绕线轴、传动轴和驱动轴及两级齿轮传动，绕线轴左端安装一锥形绕线轮，绕线轴右端安装的大齿轮一与传动轴右端的小齿轮一啮合为第一级齿轮传动，传动轴左端的大齿轮二与驱动轴左端的小齿轮二啮合为第二级齿轮传动，后轮为单轮驱动，左后轮紧固在驱动轴左端，右后轮通过轴承与驱动轴右端配合安装；所述的转向和调节机构包括摩擦轮和曲柄摇杆机构，摩擦主动轮紧固安装在传动轴上，摩擦被动轮安装在第一回转轴上，其下部设置有曲柄和连杆，连杆前端与紧固在前轮支架的摇杆相连，前轮支架设置在第二回转轴下部，前轮通过轴承安装在前轮支架上。
2.根据权利要求1所述的一种越障自行小车，其特征是:所述的第一回转轴通过法兰盘一和轴承垂直安装在车底板后端，第二回转轴通过法兰盘二和轴承垂直安装在车底板前端。
【专利摘要】本实用新型涉及一种越障自行小车的设计及制造技术领域，具体涉及一种沿“S”型轨迹连续转向绕过障碍物的越障自行小车，包括能量转换机构、驱动机构、转向和调节机构。所述的能量转换机构是重块在支撑架内，通过线牵引绕在绕线轴上。所述的驱动机构是通过两级齿轮传动将重块下落一部分能量传递给驱动轴，后轮为单轮驱动。所述的转向和调节机构包括摩擦传动和曲柄摇杆机构，重块的势能还有一部分通过一级齿轮传动传递给摩擦轮，通过车底板下方的曲柄摇杆机构实现前轮连续转向。所述小车结构简单，传动件少，成本低廉；可以实现行走轨迹振幅和周期的连续精确调节，适应赛道障碍物间距较大范围的变化。
【IPC分类】A63H17-36
【公开号】CN204428818
【申请号】CN201520032039
【发明人】韩伟娜, 肖洋, 孙传远, 夏洪伟
【申请人】北华航天工业学院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年1月9日