[实用新型]低摩擦无碳小车

说明书

技术领域

本实用新型涉及无碳小车，具体是一种低摩擦无碳小车。

背景技术

现有的无碳小车大多在前面设置一个转向轮，后面设有两个规格一样的驱动轮；也有在后面设置一个转向轮，前面设置两个规格一样的驱动轮。由于受到结构及加工成本的限制，两个驱动轮仅是简单地用一根轴刚性连接起来，少见设有差速器的。上述结构的无碳小车在转弯过程中，由于两个驱动轮转速相同而前进速度不一致导致与地面产生较大的摩擦力，内侧驱动轮后滑，外侧驱动轮前滑。无碳小车竞赛中，小车在前进过程中转弯较多。因此，刚性连接的两个驱动轮在前进过程中转速相同而走过距离不相等，内弯道距离小，外弯道距离大，这样两个驱动轮与地面都产生较大的摩擦力，而这种摩擦力通过积累将严重影响到前进的距离，减小了竞争力。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种低摩擦无碳小车，整车的质量中心基本处于小车的几何结构中心，减小从动轮的支撑力，有利于减小其与地面的摩擦力。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种低摩擦无碳小车，包括车架、转向轮和驱动轮，与现有技术不同的是：转向轮设在车架下方前部的中间，驱动轮设在车架下方后部的中间，转向轮和驱动轮在同一直线上；在车架的下方中部左、右对称设有从动轮，从动轮与车架之间设有弹簧；在车架上设有由三根圆杆组成的支架，支架的底端固定在车架上，顶端通过固定架固定，固定架上设有定滑轮，支架的形心处在小车的重心位置上，支架的内部设置势能块；车架上还设有第一转轴和第二转轴，第一转轴为阶梯轴，由直径大小不同的两段圆柱轴构成，通过两端支架固定在车架上，设在支架内部的势能块连接柔性线绳与定滑轮和第一转轴的小圆柱轴连接；第二转轴与驱动轮刚性连接，第二转轴的直径小于第一转轴的大圆柱轴的直径，第二转轴上缠绕有柔性线绳，第二转轴通过柔性线绳与第一转轴的大圆柱轴连接。

本实用新型低摩擦无碳小车的转向机构采用现有技术。

本实用新型低摩擦无碳小车，转向轮和驱动轮在同一直线上，在车架的中部左、右对称设有从动轮，这样小车在转弯时仅靠某一个从动轮参与工作，从而形成三点一面的支撑结构，可提高小车行使的稳定性。无碳小车的势能块在地球引力作用下缓慢下行，势能块连接的柔性线绳通过定滑轮将势能块的下行运动转变为线位移运动作为促动驱动轮的动力源。本实用新型的特点是整车质量中心基本处于小车的几何结构中心，减小从动轮的支撑力，有利于减小与地面的摩擦力。

现有无碳小车促动驱动轮的技术方案是：通过与势能块连接的柔性线绳带动与其相连的转轴转动，然后通过一级（或多级）增速增距齿轮促动驱动轮。由于无碳小车竞赛组委会规定势能块下行的距离是固定的（如400mm），为增加小车的行驶距离多数采用直径较大的增速齿轮和驱动轮，由于这些增速齿轮和驱动轮受制于产品数量及加工工艺，整个零件的平面度、质量中心与轴心的重合度的误差较大，增大了这些零件转动时的振动量，影响整车的行驶距离。

本实用新型无碳小车：没有增速齿轮，通过两个直径大小不同的转轴上缠绕的柔性线绳来达到利用有限的驱动能量来增加圆周线速度，达到增长行使距离的效果。第一转轴为阶梯轴，由直径大小不同的两段圆柱轴构成，其小圆柱轴上缠绕有足够多圈的柔性线绳直接与缓慢下行势能块相连，通过释放缠绕在小圆柱轴上的柔性线绳把势能块下行运动变为此轴的转动；同时此轴上的大圆柱轴上连接另一根柔性线绳，此柔性线绳与第二转轴上缠绕的柔性线绳为一体，第二转轴的直径小于第一转轴的大轴。同理也是通过第一转轴的转动大圆柱轴收紧柔性线绳，第二转轴放柔性线绳来实现增加车轮转速来实现增加行使距离的目的。

本实用新型的优点：

1、只在车架后部中间设有一个驱动轮，避免了左、右各设一个驱动轮通过刚性连接导致在转弯时因左、右车轮行驶速度不一致而对地面产生较大的摩擦力，减少了此摩擦力对势能块存贮重力势能的消耗，有利于依靠有限的重心势能来获得整车较长的行驶距离。

2、利用大小不同的转轴缠绕柔性线绳的收放来实现增速增距，取消齿轮增速机构，有利于减小对加工精度的要求，简化加工工艺，节约加工成本，避免了增速齿轮机构的齿轮间啮合摩擦力，方便调整增速比。

3、重力势能块设置在转向轮和驱动轮的两点构成的直线上，驱动轮转动与地面间产生的摩擦力方向正对势能块重心的投影点，减小了驱动力对整车质量中心产生的转向力矩，提高了整车的行驶稳定性。

4、左、右各设一个从动轮，抵抗转弯时形成的离心力产生的侧倒力矩，保证正确的行驶轨迹。

附图说明