一種s形路徑行走的換擋變距無碳小車的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無碳小車，具體是一種S形路徑行走的換擋變距無碳小車。
【背景技術】
[0002]目前的無碳小車，都是基于全國大學生工程訓練綜合能力競賽命題設計制造的。第四屆競賽命題要求:設計一種三輪小車，驅(qū)動其行走及轉(zhuǎn)向的能量是根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理，由給定重力勢能轉(zhuǎn)換而得到。要求小車在行走過程中完成所有動作所需的能量均由此給定重力勢能轉(zhuǎn)換而得，不可以使用任何其他來源的能量。要求小車具有轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)，且此轉(zhuǎn)向控制機構(gòu)具有可調(diào)節(jié)功能，以適應設有不同間距障礙物的競賽場地。
[0003]實用新型專利CN 203355282 U “S”形行走的變距越障無碳小車，本實用新型驅(qū)動齒輪軸上的可微調(diào)曲柄，空間球軸承與可微調(diào)曲柄連接，搖桿微調(diào)機構(gòu)兩端分別和空間球軸承及空間球軸承連接，空間球軸承和橫桿連接，橫桿固定在前輪支架上，前輪支架上安裝前輪；驅(qū)動齒輪及繞線輪均安裝于驅(qū)動軸上，驅(qū)動齒輪與從動齒輪嚙合，從動齒輪軸上裝有主動輪，主動輪與從動輪同軸，定滑輪固定在小車底板的定滑輪支架上，勢能質(zhì)量塊通過線繩固定在繞線輪上。該無碳小車在前行時能夠自動避開賽道上設置的變距離的障礙物(900-1100mm范圍內(nèi))，完成小車的變距“S”形繞障行走。該小車是針對第三屆全國工程訓練綜合能力競賽命題設計的。第四屆競賽要求與前兩屆的不同點是:小車要能在兩障礙物相距700-1300mm的范圍內(nèi)實現(xiàn)S型路徑行走，要求小車的可調(diào)距離更大。如單純依靠搖桿微調(diào)機構(gòu)進行調(diào)整，可調(diào)整的距離較小。而且該實用新型小車的前輪可拆性不好，在競賽環(huán)節(jié)將前輪卸下后，更換現(xiàn)場加工的前輪進行重新比賽，前輪部位無軸向定位，軸承易松動和出現(xiàn)偏擺等問題，使得小車的運行軌跡改變，運行精度大大降低。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型是針對第四屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽命題要求，而提供一種S形路徑行走的換擋變距無碳小車，該小車能在兩障礙物相距700-1300mm的范圍內(nèi)實現(xiàn)S型路徑行走，能實現(xiàn)大變距可調(diào)行走，而且其前輪的可拆性好。
[0005]實現(xiàn)本實用新型目的的技術方案是:
[0006]一種S形路徑行走的換擋變距無碳小車，包括車架和設置在車架上的驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和換擋變距機構(gòu)；與現(xiàn)有技術不同的是:驅(qū)動機構(gòu)通過柔性線繩與傳動機構(gòu)連接，傳動機構(gòu)通過軸承座固定在車架上，并通過卷筒軸與轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接，小車前輪采用單邊支撐的方式，設有角度微調(diào)機構(gòu)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)剛性連接。
[0007]所述前輪采用單邊支撐的方式，其目的是在保證運行精度的情況下方便前輪的拆裝。
[0008]所述車架為無碳小車的載體，車架與地面相距2毫米，其目的是降低整車的重心，使小車在運行過程實現(xiàn)能平穩(wěn)行走。車架的前端設有豎直支撐板，其上設有前輪支撐座。
[0009]所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括調(diào)節(jié)座、連接軸、調(diào)心軸承、調(diào)心軸承座、螺桿、關節(jié)軸承、豎直支撐桿、水平調(diào)節(jié)塊、前輪立軸軸套、前輪立軸、前輪支撐直角、前輪橫軸、前輪橫軸軸套和前輪；調(diào)節(jié)座固定在卷筒軸的一端，連接軸的一端與調(diào)節(jié)座連接，其上的孔呈腰型，其目的是通過調(diào)整連接軸在孔內(nèi)的位置，來實現(xiàn)小車在行走過程中角度擺動幅度的調(diào)整；連接軸的另一端與調(diào)心軸承相連，調(diào)心軸承位于調(diào)心軸承座的內(nèi)部，調(diào)心軸承座與螺桿相連，螺桿的另一端與關節(jié)軸承相連，螺桿兩端的螺紋旋向相反，通過扭轉(zhuǎn)螺桿可調(diào)節(jié)小車擺動角度的對稱性；關節(jié)軸承與豎直支撐桿聯(lián)接，豎直支撐桿的下端與水平調(diào)節(jié)塊相連，水平調(diào)節(jié)塊的另一端與前輪支撐直角聯(lián)接，前輪支撐直角上安裝有前輪立軸，前輪立軸的上端通過軸承與前輪立軸軸套相連，前輪立軸軸套固定在前輪支撐座上，前輪立軸的下端與前輪支撐直角相連；前輪支撐直角與前輪橫軸軸套相連，前輪橫軸呈階梯型，前輪橫軸通過軸承安裝在前輪橫軸軸套內(nèi)，其上安裝前輪，并通過螺釘將其鎖緊防止前輪橫軸竄動。
[0010]轉(zhuǎn)向機構(gòu)的水平調(diào)節(jié)塊可調(diào)節(jié)前輪的最大擺動角度，并起到微調(diào)小車運行周期的作用。小車行走過程中的轉(zhuǎn)向及角度微調(diào)功能，主要通過調(diào)節(jié)座、螺桿和水平調(diào)節(jié)塊來實現(xiàn)。
[0011]所述驅(qū)動機構(gòu)包括兩后輪、軸承座一、差速器、后輪軸一、軸承座二、后輪軸二、軸承座三、從動齒輪一和從動齒輪二；兩后輪分別設有與其相連接后輪軸一和后輪軸二，并通過軸承分別安裝在軸承座二和軸承座三上，軸承座皆為整體型，其兩端的支架呈一體；差速器的作用是使兩側(cè)車輪轉(zhuǎn)速不同，可使小車能平穩(wěn)轉(zhuǎn)向，差速器兩端的孔為六角形沉孔，一端沉孔與后輪軸一相連，另一端沉孔與后輪軸二相連，差速器的兩端分別固定安裝從動齒輪一和從動齒輪二。
[0012]所述的從動齒輪一和從動齒輪二的模數(shù)相同，從動齒輪一的分度圓直徑比從動齒輪二小。
[0013]所述傳動機構(gòu)包括繞線卷筒、卷筒軸、軸承座一、支撐架、齒輪一和齒輪二；繞線卷筒與卷筒軸為過盈配合，繞線卷筒的截面為二次曲線，卷筒軸的兩端通過軸承與軸承座一相連，為保證軸承座軸承孔的加工及裝配精度，軸承座一為U形；卷筒軸的兩端分別安裝有齒輪一與齒輪二，齒輪一與從動齒輪一嗤合，齒輪二與從動齒輪二嗤合，齒輪一與齒輪二皆可以沿卷筒軸軸向進行調(diào)節(jié)；支撐架由三根光滑鋁桿組裝而成，其下端通過螺釘固定在車架上，上端通過固定架固定，支撐架的形心位于整車的重心位置，勢能塊放置于支撐架內(nèi)部，勢能塊通過柔性線繩與繞線卷筒相連，并通過定滑輪實現(xiàn)平順過度。
[0014]所述齒輪一和齒輪二的模數(shù)相同，齒輪一的分度圓直徑比齒輪二大。
[0015]所述后輪上設有多個均布圓形或三角形孔，目的是減輕整車重量且使車的外形更加美觀。
[0016]傳動機構(gòu)為小車運行過程提供能量并實現(xiàn)行走功能。
[0017]所述換擋變距機構(gòu)由由相互嚙合齒輪一和從動齒輪一、齒輪二和從動齒輪二而構(gòu)成，通過不同的齒輪傳動比來調(diào)節(jié)小車完成單周期S型路徑行走的路程，從而實現(xiàn)小車大變距繞障的功能。
[0018]行走時，將初始運行角度調(diào)整好的小車放置于競賽場地上，勢能塊在重力勢能的驅(qū)動下從最高點沿著支撐架內(nèi)壁緩慢下降，同時與之連接的線繩通過定滑輪帶動繞線卷筒旋轉(zhuǎn)；卷筒旋轉(zhuǎn)時通過卷筒軸帶動齒輪一或者齒輪二轉(zhuǎn)動，齒輪一帶動從動齒輪一，齒輪二帶動從動齒輪二運轉(zhuǎn)，從動齒輪一或從動齒輪二驅(qū)動差速器，并將動力傳遞至后輪軸一和后輪軸二上，從而驅(qū)動兩后輪轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)小車的前進運動。
[0019]小車行走過程中，通過卷筒軸帶動與之相連的調(diào)節(jié)座轉(zhuǎn)動，調(diào)節(jié)座通過連接軸帶動調(diào)心軸承做回轉(zhuǎn)運動，調(diào)心軸承通過與之相連的螺桿帶動關節(jié)軸承做空間擺動，關節(jié)軸承通過豎直支撐桿和水平調(diào)節(jié)板帶動前輪轉(zhuǎn)動。調(diào)節(jié)螺桿的長度可對小車行走軌跡進行微調(diào)，使得小車行走軌跡均勻?qū)ΨQ，實現(xiàn)S型轉(zhuǎn)向運行。
[0020]當小車需要在兩相鄰障礙物的間距為700-1300mm范圍內(nèi)實現(xiàn)大變距可調(diào)繞障時，可通過齒輪一驅(qū)動從動齒輪一，齒輪二驅(qū)動從動齒輪二獲得不同的齒輪傳動比，傳動比不同時，小車運行單個周期的路程不同，通過換擋獲得不同傳動比即可使小車完成變距行走。
[0021]本實用新型S形路徑行走的換擋變距無碳小車，能在兩障礙物相距700-1300mm的范圍內(nèi)實現(xiàn)S型路徑行走，能實現(xiàn)大變距可調(diào)行走。本實用新型小車的前輪設計比較獨特，可拆性好。前輪設有軸向定位，使得小車的運行軌跡均勻?qū)ΨQ，精度高。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的后側(cè)視圖；
[0023]圖2為本實用新型的前側(cè)視圖；
[0024]圖3為本實用新型的轉(zhuǎn)向機構(gòu)示意圖。
[0025]圖中，1.前輪支撐座2.豎直支撐板3.車架4.勢能塊5.支撐架6.固定架 7.定滑輪 8.繞線卷筒 9.卷筒軸 10.軸承座一 11.差速器 12.后輪軸一 13.軸承座二 14.后輪軸二 15.軸承座三 16.后輪 17.柔性線繩 18.齒輪一 19.齒輪二 20.從動輪一 21.從動輪二 22.調(diào)節(jié)座23.連接軸24.調(diào)心軸承25.調(diào)心軸承座26.螺桿27.關節(jié)軸承28.豎直支撐桿29.水平調(diào)節(jié)塊30.前輪立軸軸套31.前輪立軸32.前輪支撐直角33.前輪橫軸34.前輪橫軸軸套35.前輪。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本【實用新型內(nèi)容】作進一步的說明，但不是對本實用新型的限定。
[0027]參照圖1-3，一種S形路徑行走的換擋變距無碳小車，包括車架3和設置在車架3上的驅(qū)動機構(gòu)、傳動機構(gòu)、轉(zhuǎn)向機構(gòu)和換擋變距機構(gòu)；驅(qū)動機構(gòu)通過柔性線繩17與傳動機構(gòu)連接，傳動機構(gòu)通過軸承座固定在車架3上，并通過卷筒軸9與轉(zhuǎn)向機構(gòu)連接，小車前輪35采用單邊支撐的方式，設有角度微調(diào)機構(gòu)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)剛性連接。
[0028]所述車架I為無碳小車的載體，車架I與地面相距2毫米，其目的是降低整車的重心，使小車在運行過程實現(xiàn)能平穩(wěn)行走。車架I的前端設有豎直支撐板2，其上設有前輪支撐座I。
[0029]所述轉(zhuǎn)向機構(gòu)包括調(diào)節(jié)座22、連接軸23、調(diào)心軸承24、調(diào)心軸承座25、螺桿26、關節(jié)軸承27、豎直支撐桿28、水平調(diào)節(jié)塊29、前輪立軸軸套30、前輪立軸31、前輪支撐直角32、前輪橫軸33