[发明专利]一种越障无碳小车的转向及分级调距机构

说明书

技术领域

本发明涉及越障无碳小车，具体涉及一种越障无碳小车的转向及分级调距机构

背景技术

如图1所示，要求给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能(下降高度400mm)转换为机械能并可用来驱动小车绕桩行走、转向的机械装置。(大赛规定两根障碍木桩之间的距离为700-1300mm，)。该越障小车机构的最大优点就是可以根据大赛现场抽签的间距来调整小车的前轮摆幅，进而调整小车的运动轨迹。

现有的小车大部分采用凸轮、齿轮、曲柄摇杆作为小车驱动转向机构，其中凸轮轮廓加工难度大、精度难于保证；其次是凸轮体积大重量重、行走时阻力大，曲柄摇杆具有急回特性，小车行驶速度不均匀，从而会导致轨迹不均匀。而且小车行走轨迹是固定的，不能根据障碍物间距的变化来调整小车的行走轨迹。还有些机构比较笨重，不仅增加了小车的本身质量，在运动过程中还增加了能量的损耗，使其不能完成比赛。

发明内容

本发明的目地是要克服上述技术的缺点，提供一种结构简单、加工制作容易、成本低、重量轻、行走速度均匀且能够根据障碍物间距来分级调节和转向的越障无碳小车

本发明的技术解决方案是：在后轮轴上安装小齿轮，带有7槽皮带轮的轴上安装大齿轮，带有7槽皮带轮的轴中部有动力槽，在前轴上安装有带有7槽的锥形皮带轮和曲柄滑块，曲柄滑块通过关节球轴承与曲柄摇杆相连，曲柄摇杆通过推杆与小车前叉相连。

其中，小车利用关节球轴承连接曲柄摇杆，曲柄滑块上开有曲柄滑槽，通过移动前轴在曲柄滑槽的位置来改变小车的前轮摆幅，使其能配合皮带传动更精确地调整小车的运动轨迹。

其中，小车采用皮带传动，车上配备两根皮带轴，每根皮带轴上装有皮带轮，轴4上的皮带轮和锥形皮带轮上分别有7个皮带槽，通过改变皮带15在锥形皮带轮13的不同槽间的位置，从而来调节小车的前轮摆幅，进而控制小车的运行轨迹，使小车能应变各种障碍间距的变化。

其中，可通过改变前轮偏转的最大转角来确定小车行走的轨迹:小车前轮的最大转角为30度时，小车行走轨迹为“S”型；当小车前轮最大转角为120度时，小车行走轨迹为倒“8”型。

小车行走时，动力槽5提供动力使带有7槽皮带轮的轴4转动，带有7槽皮带轮的轴带动大齿轮，大齿轮与后轮轴上的小齿轮啮合来带动后轮转动；与此同时，带有7槽皮带轮上的小皮带轮通过皮带带动带有7槽的锥形皮带轮，带有7槽的锥形皮带轮带动前轴转动，从而带动曲柄滑块转动，进而推杆推动前轮前叉，小车转向。

本发明具有以下优点：1、小车机构采用2A12硬铝合金从而减轻了机构的整体重量，减小了摩擦力带来的能量损耗，同时整体性好，易加工，降低了整体成本；2、小车采用皮带传动和齿轮传动相结合的传动模式，传动平稳无噪声，传递效率高，能保证瞬时传动比恒定，过载时还可保护零件不受损坏。3、本发明机构简单，操作方便，成本低廉；4、调节皮带在皮带轮间的位置(即调皮带槽),可分级调节不同的绕桩周期，进而准确控制小车前行周期并适应各种障碍物间距；5、调节曲柄连杆长度，可准确的改变前轮摆幅的大小来控制小车的运动范围。

附图说明

图1为无碳小车示意图。

图2是无碳小车的驱动和转向机构构示意图。

图中 1.后轮轴，2.小齿轮，3.大齿轮，4.带有7槽皮带轮的轴，5.动力槽，6.推杆，7.曲柄滑槽，8.曲柄滑块，9前轮，10.前叉，11.前叉槽，12.轴承套筒，13.带有7槽的锥形皮带轮，14.前轴，15.皮带

具体实施方式

如图2所示，在后轮轴1上安装小齿轮2，带有7槽皮带轮的轴4上安装大齿轮3和小皮带轮，带有7槽皮带轮的轴4中部有绕线用的绕线槽5，在前轴14上安装有带有7槽的锥形皮带轮13和曲柄滑块8，曲柄滑块8通过关节球轴承与曲柄摇杆相连，曲柄摇杆通过推杆6与小车前叉10相连。

其中，小车利用关节球轴承连接曲柄摇杆，曲柄滑块8上开有曲柄滑槽7，通过移动前轴14在曲柄滑槽7的位置来改变小车的前轮9摆幅，使其能配合皮带15传动更精确地调整小车的运动轨迹。

其中，小车采用皮带15传动，车上配备两根皮带轴，每根皮带轴上装有皮带轮，轴4上的皮带轮和锥形皮带轮上分别有7个皮带槽，通过改变皮带15在锥形皮带轮13的不同槽间的位置，从而分级调节小车的运行周期，进而控制小车的运行轨迹，使小车能应变各种障碍间距的变化。

小车行走时，动力槽5提供动力使带有7槽皮带轮的轴4转动，带有7槽皮带轮的轴带动大齿轮，大齿轮31与后轮轴上的小齿轮2啮合来带动后轮转动；与此同时，带有7槽皮带轮的轴4上的小皮带轮通过皮带15带动带有7槽的锥形皮带轮13，带有7槽的锥形皮带轮13带动前轴14转动，从而带动曲柄滑块8转动，进而推杆推动前轮前叉10，小车转向。