一種自動阻尼減速機構及采用該機構的無碳小車的制作方法

本發明涉及一種自動阻尼減速機構及采用該機構的無碳小車。

背景技術：

無碳三輪小車是以重力勢能的驅動和方向控制行駛的科技活動參賽頂目，是由國家教育部門舉辦的全國性大學生科技創新活動頂目，是各大院校大學生工程素質能力的體現。第四屆是以前三屆“S”和“8”字形繞樁行駛的基礎上，新增了在“0”字環形賽道上，隨機設定間斷式避障墻和上下坡道等路障的位置為競賽主題，使前三屆不具爬坡能力的參賽小車，無法滿足在上下坡道上對所需驅動力進行自動調節，導致易出現下坡失速的情況發生。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種自動阻尼減速機構及采用該機構的無碳小車，采用液體自流和自水平的特點作為自動阻尼減速動力，有效解決行駛中的無碳小車下坡時會迅速生成單位時間段的失速現象。

為解決現有技術問題，本發明公開了一種自動阻尼減速機構，安裝于車架上；包括：貯水組件和阻尼組件；

貯水組件包括主水箱、副水箱和分別連通兩個水箱的底部并起力臂作用的水管；水管轉動安裝于車架上并使貯水組件的重心偏向副水箱；主水箱的底部開設一排水口，主水箱中設有能夠遮住或打開排水口的蓋板；

阻尼組件包括頂桿、桿套、第一彈簧和阻尼輪；桿套垂直安裝于車架上，頂桿滑動安裝于桿套中，第一彈簧套設在頂桿的外壁上、其上端與頂桿連接、下端與桿套連接；阻尼輪安裝于頂桿的下端，阻尼輪與跑道接觸時產生阻力實現減速；

頂桿的頂部設有頂針形成臺階，主水箱下降時能夠接觸臺階并將頂桿下壓至阻尼輪接觸跑道，頂針能夠插入排水口中將蓋板頂起令主水箱中的水從排水口排出實現阻力調節。

進一步地，還包括橫置于車架上的V型槽板和垂直設置于水管上并靠近副水箱的支撐體，水管通過支撐體與V型槽板形成轉動支撐。

進一步地，阻尼輪包括阻尼棒、第二彈簧和滾輪；頂桿的底部具有輪叉部，輪叉部的頂部開設一內孔，第二彈簧和阻尼棒裝于內孔中，滾輪安裝于輪叉部上，第二彈簧的作用力使阻尼棒抵接滾輪的輪面。

進一步地，輪叉部還開設有豎直向下的長槽，長槽中橫穿并固定輪軸從而實現滾輪與輪叉部的可調節安裝。

進一步地，還包括能夠防止副水箱這邊的水管向下傾擺的限位螺釘，限位螺釘與車架螺紋連接以實現高度調節。

進一步地，桿套具有凸臺，第一彈簧的頂部與凸環抵接、底部與凸臺抵接。

進一步地，蓋板具有弧形缺口。

進一步地，主水箱和副水箱的頂部均開設有主水箱口和副水箱口。

本發明還公開了一種無碳小車，包括車架和上述自動阻尼減速機構。

本發明具有的有益效果：采用液體自流和自水平的特點作為自動阻尼減速動力，有效解決行駛中的無碳小車下坡時會迅速生成單位時間段的失速現象，造成超出無碳小車的安全行駛速度，有效避免在“0”字環形賽道上規避間斷式障礙墻時方向失控或行駛失穩的問題發生。該液體自動阻尼減速方法新穎結構簡單，自動靈活原理獨特，適時自動性能好等特點。

附圖說明

圖1為本發明一個優選實施例的主視圖；

圖2為圖1所示實施例的左視圖；

圖3為圖1所示實施例的俯視圖；

圖4為圖2中B處的局部放大圖；

圖5為圖1所示實施例中蓋板的結構示意圖。

附圖標記：

1副水箱口；2副水箱；3水管；4車架；5V型槽板；6支撐體；7水；8蓋板；9頂桿；10主水箱；11凸環；12第一彈簧；13桿套；14輪軸；15滾輪；16副水箱蓋；17限位螺釘；18第二彈簧；19阻尼棒；20主水箱蓋；21沉頭螺絲；22跑道；23主水箱口；24排水口；25輪叉部。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

如圖1至5所示，一種無碳小車，包括車架4和和安裝在車架4上的自動阻尼減速機構。

自動阻尼減速機構，包括：貯水組件和阻尼組件。貯水組件包括：主水箱10、副水箱2和分別連通兩個水箱的底部并起力臂作用的水管3。主水箱10的頂部設有主水箱口23、底部設有主水箱蓋20，主水箱蓋20與水管3的一端連接構成水通路。主水箱蓋20上還開設一排水口24，排水口24小于主水箱蓋20與水管3連通處的通孔，以保持主水箱10對阻尼減速有提供足夠的動能。副水箱2的頂部設有副水箱口1、底部設有副水箱蓋16，副水箱蓋16與水管3的另一端連接構成水通路。通過主水箱口23和副水箱口1可以分別向主水箱10和副水箱2里補水。

水管3上垂直設置支撐體6，車架4上通過沉頭螺絲21橫置安裝V型槽板5，支撐體6的底部置于該V型槽板5中使水管3轉動支撐于車架4上。該結構使貯水組件在杠桿作用下具備自動平衡功能：當主水箱10這邊的重量大于副水箱2時，水管3發生傾斜令主水箱10的位置下降；反之則副水箱2的位置下降。車架4上還安裝有限位螺釘17，限位螺釘17通過螺紋連接實現高度調節，副水箱2下降時能夠與限位螺釘17接觸實現限位。支撐體6應當靠近副水箱2從而使貯水組件的重心偏向副水箱2，以保持平道行駛的通暢。

主水箱10中還設有能夠遮住或打開排水口24的蓋板8，該蓋板8具有弧形缺口，該形狀不僅能夠使蓋板8的設計尺寸增大以避免其在主水箱10中晃動的情形，而且還能使其在對排水口24進行封堵的同時又不會對主水箱10和水管3之間的水7的流動造成影響。

阻尼組件包括：頂桿9、桿套13、第一彈簧12和阻尼輪。桿套13垂直安裝于車架4上，頂桿9滑動安裝于桿套13中。頂桿9的外壁具有一凸環11，桿套13設有一凸臺，第一彈簧12的頂部與凸環11抵接、底部與凸臺抵接，這樣的連接方式使頂桿9和桿套13能夠在第一彈簧12的作用力下發生相對移動。頂桿9的頂部設有頂針形成臺階，由于頂針直徑小于頂桿直徑，因此僅頂針能夠插入排水口24中并將蓋板8頂起。而臺階則在與主水箱10的底部接觸時受其下壓力而令頂桿9下降使滾輪15與跑道22接觸實現減速。

阻尼輪包括阻尼棒19、第二彈簧18和滾輪15。頂桿9的底部具有輪叉部25，輪叉部25開設有豎直向下的長槽，長槽中橫穿并固定輪軸14從而實現滾輪15與輪叉部25的可調節安裝。輪叉部25的頂部開設一內孔，第二彈簧18和阻尼棒19裝于內孔中，第二彈簧18的作用力使阻尼棒19抵接滾輪15的輪面。由此使在安裝滾輪15時可以根據第二彈簧18的作用力調節滾輪15和阻尼棒19之間的阻尼大小從而實現下坡減速時的效果。第二彈簧18的作用力大于第一彈簧12的作用力時，減速效果更好。

本發明的工作原理及過程

當無碳小車行駛在有著平面度要求的跑道22上時，水管3與跑道相對平行。由于水管3和主水箱10和副水箱2中的水是互通，使主水箱10與副水箱2的水位高度是相對一致，所以主水箱10與副水箱2重量平衡。當無碳小車起步或上坡時，貯水組件的水平狀態改變，主水箱10翹起、高于副水箱2，縱向水平狀態改變，使主水箱10與副水箱2的水位失去平衡，導致主水箱10中的水經水管3有節制地流向副水箱2，使其水體增量的副水箱2高度下降，此時限位螺釘17限制水管3下降位置，保持副水箱2相對車架4水平的狀態。

當無碳小車下坡時，貯水組件的水平狀態改變，副水箱2下的限位螺釘17隨著車架4抬高，迫使副水箱2高于主水箱10，副水箱2中的水經水管3有節制地流向主水箱10，使其水體增量的主水箱10高度下降，形成重力勢能為液體自動阻尼減速提供了動能。此時，頂桿9頂部的頂針插入排水口24中將蓋板8頂起，同時主水箱蓋20對頂桿9造成下壓力迫使其下降是阻尼輪與跑道22接觸。在第二彈簧18和阻尼棒19的恒力作用下，使阻尼輪與跑道形成附著力產生滾動摩擦，生成一定量的阻尼減速力。另一方面，由于蓋板8被頂針頂起，主水箱10里的水從排水口24排出，使主水箱10的重量減小從而令其對頂桿9的壓力減小，以保持小車下坡時主水箱10給頂桿9維持定量衡壓力，使下坡中無碳小車在有阻尼減速的作用下平穩行駛。最后無碳小車下坡后在平道行駛時，因車架4、水管3與跑道平行，在自平衡力的作用下使主水箱10和副水箱2能適時自行恢復相應的水平狀態，頂桿9失去主水箱10的的壓力，在第一彈簧12的作用下復位并提起阻尼輪使其與跑道脫離接觸，從而解除對小車的減速功能。該減速機構解決了行駛中的無碳小車下坡時會迅速生成單位時間的失速現象而造成超出無碳小車的安全行駛速度的問題，有效避免在“0”字形的環形賽道上規避間斷式障礙墻時方向失控或行駛失穩的問題發生。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發明的保護范圍。