一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無碳小車轉向裝置，尤其涉及一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置。
【背景技術】
[0002]目前，“8”字形行走軌跡的無碳小車是國內機械工程專業學生工程訓練競賽的一個標志性項目，即給定4焦耳(取g=10m/s2)的重力勢能，根據能量轉換原理，設計一種可將該重力勢能轉換為機械能并以此驅動小車的行走裝置，同時小車要求按照“8”字軌跡行走且行走過程中完成所有動作所需的能量均由此能量轉換獲得，不可使用任何其他的能量來源。無碳小車要求具有轉向控制機構，且此轉向控制機構具有可調節功能，以適應不同間距(300?500mm范圍內)障礙物的競賽場地。
[0003]中國專利CN203154809U公開了一種適用于單邊驅動的無碳小車轉向裝置，該小車主要由端面凸輪帶動推桿驅動轉向齒條前后運動，繼而帶動轉向齒輪左右旋轉，從而帶動前輪支架及前輪左右旋轉。上述結構的小車可通過微調螺母來調節方向基準位置，但無法滿足在不同間距障礙物間“8”行走的要求，且推桿結構采用的是單支點的支座方式，推桿在前后移動時容易出現前端跳動，從而增加轉向誤差。同時，隨著障礙物間距的增大，端面凸輪的徑向尺寸也將隨之變大，從而使小車總體結構尺寸變大，行走及轉向能力變差。
【實用新型內容】
[0004]為解決上述問題，本實用新型提出一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置，包括轉向驅動系統和轉向微調系統:
[0005]其中轉向驅動系統包括:圓柱凸輪通過圓柱凸輪軸與轉向機構動力輸入錐齒輪連接，圓柱凸輪表面設有凸輪槽，推桿中部的凸輪軸承與圓柱凸輪的凸輪槽接觸，推桿前端的凸輪軸承的外表面與轉向節臂的腰型槽內表面接觸，并可在槽內橫向移動，轉向節臂與轉向節通過腰型孔連接，轉向輪安裝在轉向節內，轉向輪、轉向輪軸、轉向輪軸承相互配合，轉向輪軸安裝在轉向節下端并通過螺母固定；
[0006]其中轉向微調系統包括:轉向微調滑塊通過微調滑塊軸承安裝在轉向節上，轉向微調滑塊下端面設有階梯臺階，與無碳小車底板前端的矩形接地臺階槽配合，轉向微調滑塊可在槽內做橫向移動，由調整工具根據不同的障礙物間距確定對應的校正量，通過移動微調滑塊使得無碳小車底板槽微調基準面C、微調滑塊校正量測試面D間的校正量與調整工具上校正量一致。
[0007]所述推桿通過前支座和后支座安裝在無碳小車底板上。
[0008]所述推桿后端為腰型軸，推桿后支座矩形孔接觸面與后支座上矩形孔相接觸，推桿中部的前支座直線軸承接觸面A與前支座內的直線軸承內孔相接觸。
[0009]所述微調滑塊通過微調滑塊固定壓板兩端的螺栓固定在無碳小車底板上。
[0010]本實用新型采用轉向驅動系統驅動轉向輪轉向，由于圓柱凸輪表面的凸輪槽的曲線重復率高，能有效減小小車行走軌跡偏移量，實現無碳小車方向的精確控制；另外，通過調整工具左右移動轉向微調系統中轉向微調滑塊的相對位置，可以改變轉向節左右的位置，實現不同間距(300?500mm范圍內)的“8”字行走軌跡。該轉向微調系統調整方便，調整量易控制且移動位移精度可達0.0lmm,能準確、有效的完成規定的“8”字形行走軌跡。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置示意圖；
[0012]圖2為轉向驅動系統示意圖；
[0013]圖3為轉向微調系統示意圖；
[0014]圖4為推桿結構示意圖；
[0015]圖中:1、轉向輪；2、轉向節；3、轉向微調滑塊；4、無碳小車底板；5、微調滑塊固定壓板；6、轉向節臂；7、圓柱凸輪前軸承座；8、圓柱凸輪；9、圓柱凸輪后軸承座；10、圓柱凸輪軸；11、轉向機構動力輸入錐齒輪；12、推桿；13、后支座；14、前支座；15、轉向輪軸；16、微調滑塊軸承；17、18、凸輪軸承；A、前支座直線軸承接觸面；B、后支座矩形孔接觸面；C、無碳小車底板槽微調基準面；D、微調滑塊校正量測試面。
【具體實施方式】
[0016]一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置，其示意圖如圖1所示，包括轉向驅動系統和轉向微調系統:其中轉向驅動系統包括:圓柱凸輪8通過圓柱凸輪軸10與轉向機構動力輸入錐齒輪11連接，圓柱凸輪8表面設有凸輪槽，推桿12中部的凸輪軸承17與圓柱凸輪8的凸輪槽接觸，推桿12前端的凸輪軸承18的外表面與轉向節臂6的腰型槽內表面接觸，并可在槽內橫向移動，轉向節臂6與轉向節2通過腰型孔連接，轉向輪I安裝在轉向節2內，轉向輪1、轉向輪軸15、轉向輪軸承相互配合，轉向輪軸15安裝在轉向節2下端并通過螺母固定；
[0017]其中轉向微調系統包括:轉向微調滑塊3通過微調滑塊軸承16安裝在轉向節2上，轉向微調滑塊3下端面設有階梯臺階，與無碳小車底板4前端的矩形接地臺階槽配合，轉向微調滑塊3可在槽內做橫向移動，由調整工具根據不同的障礙物間距確定對應的校正量，通過移動微調滑塊3使得無碳小車底板槽微調基準面C、微調滑塊校正量測試面D間的校正量與調整工具上校正量一致。
[0018]為避免無碳小車在行走過程中轉向節產生運動位移偏差，所述微調滑塊3通過微調滑塊固定壓板5兩端的螺栓固定在無碳小車底板4上。
[0019]轉向驅動系統示意圖如圖2所示，轉向機構動力輸入錐齒輪11帶動圓柱凸輪軸1與圓柱凸輪8旋轉，推桿12中部的凸輪軸承17與圓柱凸輪8表面的凸輪槽接觸并隨圓柱凸輪8轉動推動凸輪軸承17及推桿12縱向直線往復移動，推桿12前端的凸輪軸承18帶動轉向節臂6在一定角度內往復擺動，使轉向節2成相應角度往復擺動，從而實現轉向輪方向的改變，完成“8”字形行走軌跡。
[0020]轉向微調系統示意圖如圖3所示，根據不同的障礙物間距要求可相應地改變無碳小車底板槽微調基準面C與微調滑塊校正量測試面D之間的校正量，校正量與調整工具上的障礙物間距校正量一致，校正量確定后，由微調滑塊固定壓板5將微調滑塊4固定在無碳小車底板4上。
[0021]推桿結構示意圖如圖4所示，為防止推桿12在直線往復移動過程中繞軸線自行旋轉，推桿12通過前支座14和后支座13安裝在無碳小車底板4上，推桿12后端為腰型軸，推桿后支座矩形孔接觸面B與后支座13上矩形孔相接觸，推桿12中部的前支座直線軸承接觸面A與前支座14內的直線軸承內孔相接觸。
【主權項】
1.一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置，其特征在于，包括轉向驅動系統和轉向微調系統: 其中轉向驅動系統包括:圓柱凸輪(8)通過圓柱凸輪軸(10)與轉向機構動力輸入錐齒輪(11)連接，圓柱凸輪(8)表面設有凸輪槽，推桿(12)中部的凸輪軸承(17)與圓柱凸輪(8)的凸輪槽接觸，推桿(12)前端的凸輪軸承(18)的外表面與轉向節臂(6)的腰型槽內表面接觸，并可在槽內橫向移動，轉向節臂(6)與轉向節(2)通過腰型孔連接，轉向輪(I)安裝在轉向節(2)內，轉向輪(1)、轉向輪軸(15)、轉向輪軸承相互配合，轉向輪軸(15)安裝在轉向節(2)下端并通過螺母固定； 其中轉向微調系統包括:轉向微調滑塊(3)通過微調滑塊軸承(16)安裝在轉向節(2)上，轉向微調滑塊(3)下端面設有階梯臺階，與無碳小車底板(4)前端的矩形接地臺階槽配合，轉向微調滑塊(3)可在槽內做橫向移動，由調整工具根據不同的障礙物間距確定對應的校正量，通過移動微調滑塊(3)使得無碳小車底板槽微調基準面(C)、微調滑塊校正量測試面(D)間的校正量與調整工具上校正量一致。2.如權利要求1所述的一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置，其特征在于，所述推桿(12 )通過前支座(14 )和后支座(13 )安裝在無碳小車底板(4 )上。3.如權利要求1所述的一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置，其特征在于，所述推桿(12)后端為腰型軸，推桿(12)后支座矩形孔接觸面(B)與后支座(13)上矩形孔相接觸，推桿(12)中部的前支座直線軸承接觸面(A)與前支座(14)內的直線軸承內孔相接觸。4.如權利要求1所述的一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置，其特征在于，所述微調滑塊(3)通過微調滑塊固定壓板(5)兩端的螺栓固定在無碳小車底板(4)上。
【專利摘要】本實用新型涉及一種“8”字形行走軌跡的無碳小車轉向裝置。采用轉向驅動系統驅動轉向輪轉向，由于圓柱凸輪表面的凸輪槽的曲線重復率高，能有效減小小車行走軌跡偏移量，實現無碳小車方向的精確控制；另外，通過調整工具左右移動轉向微調系統中轉向微調滑塊的相對位置，可以改變轉向節左右的位置，實現不同間距（300～500mm范圍內）的“8”字行走軌跡。該轉向微調系統調整方便，調整量易控制且移動位移精度可達0.01mm，能準確、有效的完成規定的“8”字形行走軌跡。
【IPC分類】A63H17/00, A63H17/36
【公開號】CN204684662
【申請號】CN201520385390
【發明人】王冬良, 徐威, 徐一波
【申請人】三江學院
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月5日