[实用新型]一种以重力势能驱动行走的小车

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种以重力势能驱动行走的小车，属于机械创新技术领域。

背景技术

随着社会的发展与进步，节能减排的观念深入人心，越来越多的人研究节能减排的方法。一种以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车可以将砝码的重力势能转化为整车运动的动能，并可以按照预定的轨迹行走，体现了人们对节能减排的追求。但由于技术不成熟，以往设计的很多以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车存在结构笨重、能量转化效率较低、转向机构转向不精确且较难调整、轨迹参数计算复杂等问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种以重力势能驱动行走的小车，以解决重力势能驱动小车结构笨重、能力转化效率低、转向机构不精确、轨迹参数计算复杂等问题。

本实用新型按以下技术方案实现：一种以重力势能驱动行走的小车，包括砝码支撑装置、底盘、动力传递装置、曲柄摇杆机构、不完全齿轮机构、转向装置；砝码支撑装置安装在底盘中部，动力传递装置安装在砝码支撑装置侧部，曲柄摇杆机构安装在砝码支撑装置另一侧部，不完全齿轮机构安装在砝码支撑装置前部，转向装置安装在底盘前端，砝码支撑装置包括支撑杆1、螺钉2、定滑轮支撑板3、定滑轮4、定滑轮轴5、螺母6、砝码7、上套筒固定架8、下套筒固定架9、支撑杆底座32、套筒34、细绳35；支撑杆1安装在支撑杆底座32上，定滑轮支撑板3通过螺钉2、螺母6安装在支撑杆1顶部，定滑轮轴5通过螺母6固定安装在定滑轮支撑板3上，定滑轮4安装在定滑轮轴5上，上套筒固定架8、下套筒固定架9分别安装在支撑杆1中部，套筒34安装在上套筒固定架8及下套筒固定架9内，砝码7与细绳35一端连接位于套筒34上部，细绳35另一端安装围绕在定滑轮4上，底盘包括后轮轴承座11、深沟球轴承12、支撑板14、轴承座18、车底板28；支撑杆底座32安装在车底板28上，后轮轴承座11安装在车底板28后部两侧，轴承座18安装在车底板28中部位于支撑杆底座32后部，深沟球轴承12分别安装在后轮轴承座11、轴承座18内，支撑板14为U型安装在车底板28上位于两后轮轴承座11中间；动力传递装置包括从动轮10、后轮轴13、主动轮15、小齿轮16、大齿轮17、绕线轴19；后轮轴13、绕线轴19分别安装在后轮轴承座11、轴承座18上，从动轮10安装在后轮轴13一侧，主动轮15安装在后轮轴13另一侧，小齿轮16安装在后轮轴13上，大齿轮17安装在绕线轴19一端上，小齿轮16与大齿轮17啮合；不完全齿轮机构包括Z型支架20、不完全外齿轮摆杆Ⅰ21、不完全外齿轮摆杆Ⅱ25、限位螺母26、限位螺钉27；不完全外齿轮摆杆Ⅰ21通过Z型支架20安装在车底板28上，不完全外齿轮摆杆Ⅱ25安装在车底板28上与不完全外齿轮摆杆Ⅰ21啮合，限位螺母26、限位螺钉27安装在车底板28上，限位螺母26、限位螺钉27用于微调前轮转向角的大小，曲柄摇杆机构包括关节轴承29、摇杆30、连杆31、曲柄33；曲柄33安装在绕线轴19另一端上，摇杆30一端与不完全外齿轮摆杆Ⅰ21连接，关节轴承29安装在摇杆30另一端，连杆31一端与摇杆30另一端连接，连杆31另一端与曲柄33连接。

所述转向装置包括前轮22、前轮轴23、前轮叉24；前轮22通过前轮轴23安装在前轮叉24下部，前轮叉24中部安装在车底板28前部，前轮叉24上部与不完全外齿轮摆杆Ⅱ25连接，限位螺母26、限位螺钉27安装在前轮叉24两侧的车底板28上。

所述细绳35一端与砝码7连接，细绳35另一端安装围绕在定滑轮4上与动力传递装置的绕线轴19连接。

一种以重力势能驱动行走的小车的工作原理为：将细绳35一端栓在绕线轴19上，并缠绕数圈，另一端通过两个定滑轮4导向后挂上砝码7，砝码7在重力的作用下慢慢地向下落，并将力传递给绕线轴19，绕线轴19上的大齿轮17将力传递给小齿轮16，小齿轮16又将力传递给后轮轴13，从而驱动主动轮15带动小车运动；绕线轴19另一端驱动曲柄33旋转，带动不完全齿轮机构及转向部分运动。通过调节空间曲柄摇杆机构，可以使小车按预定轨迹行走，通过微调限位螺母26上的限位螺钉27可以使运动更精确。

本实用新型具有以下有益效果：

1、具有限制砝码摆动的装置，能有效地避免运动过程中因砝码摆动带来的误差；

2、在设定好机构外形尺寸后，转向角度可确定，能避免不必要的误差；

3、能够任意分配前轮左右角度所占周期，可修正由于主动轮在弧形轨迹内外测轨迹弧长不同而引起的周期分配比例不同的现象；