一種設有雙導向輪的無碳小車的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種無碳小車，特別涉及一種設有雙導向輪的無碳小車。
【背景技術】
[0002]無碳小車是當前制造類專業學生工程訓練的一個標志性產品，無碳小車要求做成三輪車的形式，能夠按規定的軌跡路線行走，如在兩米寬的直線通道內，繞過按規定間距等距離放置在通道中線上的障礙物，以“S”行的軌跡前進，并以小車前行的距離和成功繞障的數量來綜合評定成績。或者在半張標準的乒乓球臺上，繞相距一定的兩個障礙沿“8”字行軌跡繞行，繞行時不可以撞倒障礙物，不可以掉下球臺，以小車完成8字繞行圈數的多少來綜合評定成績。
[0003]因此，對小車方向的控制尤為重要，導向設計是無碳小車的設計制作中的關鍵內容，稍有偏差就將嚴重影響訓練和比賽成績。但是現有技術的導向設計精度不高，系統穩定性不足，容易造成撞倒障礙物的情況。
【發明內容】
[0004]為解決上述技術中存在的技術問題，本發明提供了一種導向精度高，可以調節導向距離，適應不同間距障礙物競賽場地的設有雙導向輪的無碳小車。
[0005]本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現:
一種設有雙導向輪的無碳小車，包括車架以及設置在車架上的驅動機構、傳動機構和導向機構，所述驅動機構包括與車架相連的立柱，立柱的頂端設有滑輪，線繩的一端連接重力塊，另一端繞過滑輪后連接傳動機構，其特征在于:傳動機構包括用于纏繞線繩的驅動軸，該驅動軸的一端連接驅動輪，另一端通過齒輪組傳動導向機構；
所述的導向機構包括凸輪、擺桿、齒條和導向輪組，凸輪通過傳動軸與驅動軸相連接并由傳動軸帶動旋轉，凸輪的邊緣與擺桿接觸并帶動擺桿往復擺動，擺桿中間部位連接車架形成杠桿結構，且在擺桿的兩端均設有齒條，各個齒條均對應嚙合傳動導向輪組實現小車轉向。
[0006]作為進一步的設置，所述導向輪組包括導向輪，導向輪通過連接軸與導向齒輪相連，該導向齒輪與齒條嚙合轉動并通過連接軸改變導向輪的方向。
[0007]作為更進一步的設置，所述擺桿包括至少兩端可伸縮的桿件組成。
[0008]作為又進一步的設置，所述擺桿包括粗段擺桿和細段擺桿，細段擺桿的一端嵌套在粗段擺桿內并通過緊固件固定。
[0009]收益效果:相對于現有技術本發明采用雙導向輪和單驅動輪，驅動輪通過齒輪組傳動凸輪擺桿，擺桿設置在車架上形成杠桿機構，并在在擺桿的兩端設有齒條，通過齒條與導向輪組的齒輪嚙合，從而改變導向輪的方向，驅動輪和導向輪通過導向機構連接，很好地解決了導向輪、方向輪內外側交替時行程不等的問題，極大的降低了導向系統誤差，增強了小車整體的穩定性； 擺桿包括至少兩段可以伸縮的桿件，根據桿杠原理，可以通過調節擺桿的長度來改變擺桿兩端的齒條擺動范圍。從而實現改變交替的行程大小，穿越不同間距的障礙物。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發明立體結構示意圖。
[0011]圖2是本發明去除立柱立體結構示意圖。
[0012]圖3是本發明局部立體結構示意圖。
[0013]圖4是本發明能量轉換簡圖。
[0014]圖5是本發明導向機構原理結構簡圖。
[0015]圖6是本發明運動軌跡示意圖。
[0016]圖示標記，1、車架，2、立柱，3、滑輪，4、重力塊，5、驅動輪，6、驅動軸，7、凸輪，8、擺桿，9、齒條，10，導向輪組，11、導向齒輪，12、導向輪。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，本實施例以本發明技術方案為前提，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。
[0018]如圖1所示的一種設有雙導向輪的無碳小車，包括車架I以及設置在車架I上的驅動機構、傳動機構和導向機構，所述驅動機構包括與車架I相連的立柱2，立柱2垂直設置，立柱2的頂端設有滑輪3，滑輪3可在立柱頂端的支架上轉動，線繩的一端連接重力塊4使得重力塊4處于懸空狀態，另一端繞過滑輪3并連接傳動機構的驅動軸6，線繩在驅動軸6上纏繞若干圈，該驅動軸6的一端連接驅動輪5，另一端穿過設置在車架I上的軸承座連接齒輪組。齒輪組至少包括兩個齒數不相同的齒輪，齒輪組連接驅動軸6和導向機構的凸輪7，可選擇合適的齒數比的齒輪組調節驅動軸6和凸輪7之間的轉速，凸輪7與驅動軸6通過齒輪組連接并傳動，如圖3所示，凸輪7的外沿與擺桿8始終接觸，擺桿8的中間部位延伸出一段連桿，該連桿與擺桿8的外沿始終接觸，由于凸輪7的大圓半徑和小圓半徑不同，因此在凸輪7轉動的過程中，擺桿8向外延伸出的連桿與凸輪7外邊緣始終接觸并隨著凸輪7的旋轉往復擺動，擺桿8在中間部位與車架I鉸接，使得擺桿8成為杠桿結構，由于擺桿8伸出的連桿隨著凸輪7的旋轉往復擺動，連桿與擺桿8為一體結構，根據杠桿原理可知，擺桿8位于鉸接處的另一端也會進行往復擺動，在擺桿8的兩端均設有齒條9，各個齒條9均對應嚙合導向齒輪11，導向齒輪11通過垂直設置的連接軸與導向輪12相連，齒條9帶動導向齒輪11轉動，由于導向齒輪11和導向輪12為一體結構，因此導向齒輪11帶動導向輪12轉動，實現無碳小車的導向功能。
[0019]為了實現無碳小車適應于不同距離障礙物的場地，擺桿8的長度可進行調節，擺桿8包括至少兩段可伸縮的桿件組成。可以將擺桿8制作成包括粗段擺桿和細段擺桿的桿件，細段擺桿的一端嵌套在粗段擺桿內并通過緊固件固定，松開緊固件時，可以調整細段擺桿在粗段擺桿內的嵌套長度，選擇合適的長度后對將緊固件進行固定使得擺桿8的長度確定。由于擺桿8形成一個杠桿機構，因此根據杠桿原理可知，當改變擺桿8的長度時，擺桿8兩端的齒條9往復運動的間隔時間將會不同，因此通過調節擺桿8的長度可以使得無碳小車適用于不同間距障礙物的場地。
[0020]在操作過程中，將線繩與驅動軸6相連的一端纏繞在驅動軸6上若干圈，使得與線繩另一端相連的重力塊4處于懸空狀態，如圖4所示，重力塊4此時具有重力勢能，放下重力塊4后，重力塊4向下運動使得驅動軸6旋轉，重力勢能轉換成動能，驅動軸帶動位于車架I 一側的驅動輪5運動，同時通過齒輪組驅動凸輪7旋轉。如圖5所示，凸輪7在轉動過程中外沿與擺桿8的接觸點不同，實現齒條9隨著凸輪7的旋轉往復運動。齒條9與導向齒輪11嚙合，驅動導向齒輪11轉動，導向齒輪11通過連接軸與導向輪12連接成為一體結構，導向齒輪11轉動時使得導向輪12隨之轉動，這樣就達到了導向輪12隨著凸輪7的旋轉完成周期性的轉向，從而現在無碳小車的運動軌跡為“8”字型。如圖所示，無碳小車的運動軌跡
本發明未敘述部分為現有技術。
【主權項】
1.一種設有雙導向輪的無碳小車，包括車架(I)以及設置在車架(I)上的驅動機構、傳動機構和導向機構，所述驅動機構包括與車架(I)相連的立柱(2)，立柱(2)的頂端設有滑輪(3)，線繩的一端連接重力塊(4)，另一端繞過滑輪(3)后并連接傳動機構，其特征在于:傳動機構包括用于纏繞線繩的驅動軸(6)，該驅動軸(6)的一端連接驅動輪(5)，另一端通過齒輪組傳動導向機構； 所述導向機構包括凸輪(7)、擺桿(8)、齒條(9)和導向輪組(10)，凸輪(8)通過傳動軸與驅動軸(6)相連接并由驅動軸(6)帶動旋轉，凸輪(7)的邊緣與擺桿(8)接觸并帶動擺桿(8)往復擺動，擺桿(8)中間部位連接車架(I)形成杠桿結構，且在擺桿(8)的兩端均設有齒條(9)，各個齒條(9)均對應嚙合傳動導向輪組(10)，所述導向輪組(10)包括導向輪(12)，導向輪(12)通過連接軸與導向齒輪(11)相連，該導向齒輪(11)與齒條(9)嚙合轉動并通過連接軸改變導向輪(12)的方向。
2.根據權利要求1所述的一種設有雙導向輪的無碳小車，其特征在于:所述擺桿(8)包括至少兩端可伸縮的桿件組成。
3.根據權利要求2所述的一種設有雙導向輪的無碳小車，其特征在于:所述擺桿(8)包括粗段擺桿和細段擺桿，細段擺桿的一端嵌套在粗段擺桿內并通過緊固件固定。
【專利摘要】一種設有雙導向輪的無碳小車，包括車架以及設置在車架上的驅動機構、傳動機構和導向機構，所述驅動機構包括與車架相連的立柱，立柱的頂端設有滑輪，線繩的一端連接重力塊，另一端繞過滑輪后連接傳動機構，其特征在于：傳動機構包括用于纏繞線繩的驅動軸，該驅動軸的一端連接驅動輪，另一端通過齒輪組傳動導向機構。本發明采用雙導向輪和單驅動輪，驅動輪通過齒輪組傳動凸輪擺桿，擺桿設置在車架上形成杠桿機構，并在擺桿的兩端設有齒條，通過齒條與導向輪組的齒輪嚙合，從而改變導向輪的方向，驅動輪和導向輪通過導向機構連接，很好地解決了導向輪、方向輪內外側交替時行程不等的問題，極大的降低了導向系統誤差，增強了小車整體的穩定性。
【IPC分類】A63H17-36, A63H31-08, A63H17-00
【公開號】CN104874186
【申請號】CN201510197575
【發明人】張占立, 張明鍇, 趙康, 樊陽
【申請人】河南科技大學
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月24日