[发明专利]一种基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车

说明书

本发明涉及一种基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车，包括有车架，驱动装置，磁力转向装置。所述磁力转向装置安装在主动轴上。两块形状完全相同，磁性相反的半圆形磁铁分别镶嵌在两个圆盘形的磁铁支架中，磁铁支架完全错开并固定于主动轴上。磁铁支架通过主动轴的转动实现磁场的周期性变化以控制小车转向。所述车架中包括上下底盘机构，本小车可以通过调节调节螺栓以实现上下底盘距离的改变，进而改变小车重心。本发明小车转向机构简单，节省了大量车内空间的同时减少了大量摩擦；在节约能量的同时更是增强了小车的机动性能。上下底盘机构可以随意调节小车的重心进而增加了小车的稳定性，解决了由于小车惯性大易翻车，打滑等一系列问题。

技术领域

本发明涉及一种无碳小车，尤其是涉及一种竞赛类基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车，属于无碳小车技术领域。

背景技术

一种竞赛类无碳小车，要求：设计以4J重力势能为唯一能量来源的具有连续避障功能的三轮小车。4J的能量由1Kg标准砝码下落400mm获得，允许误差值为±2mm。赛道宽度为200mm，沿赛道中线由出发端开始每隔700mm至1300mm放置一个直径20mm高度200mm的尼龙棒。如果第一段间隔700mm，则第二段为1300mm，以2000mm为周期循环。竞赛小车前进时可以自动绕过赛道上的障碍，且行进过程中砝码不得从小车上掉落。目前已有的竞赛类无碳小车有诸多不完善的地方。其一，小车实现自动转向利用了大量曲柄摇杆机构和齿轮组，机构较为复杂，在运行过程中造成不必要的能量消耗，同时也增加了装配难度。其二，部分小车驱动装置输出的扭矩恒定，造成小车在启动过程中提供的扭矩不足，启动困难；而在运动过程中提供的扭矩太大，车速太高，小车运行不平稳。其三，部分小车转向机构位于小车底盘下方，小车重心被抬高，运动过程中容易发生晃动，造成打滑，使得小车偏离预定轨迹。其四，部分小车的零件的布置不够紧凑，车体宽度大，运行过程中容易碰到障碍物。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种竞赛类S形行走的无碳小车，此无碳小车利用1Kg砝码下落400mm产生的重力势能完成连续避障。并且，小车能够根据不同的障碍分布调节运动轨迹。

为了克服现有不足，本发明设计了磁力转向机构、双层底盘、锥形绕线器三种技术降低能量消耗，增加小车稳定性。

所述磁力转向机构由磁铁支架和磁力摆杆组成，磁铁支架由两个圆盘状构件组成，内侧镶嵌有两块半圆环磁铁，且极性相对。磁力摆杆的一侧为螺纹，一侧镶嵌有一块圆形小磁铁。当磁铁支架随前轴一起转动时，磁场方向发生周期性改变，磁力摆杆利用同名磁极相互排斥原理控制小车完成自动转向。

所述双层底盘由上底板、下底板和调节螺栓构成，上底板留有卧式轴承座的安装位置，下底板前端留有可以供前轮转动的孔，后端留有立式轴承座和吊杆的安装孔，上下底板可以通过调节螺栓调节相对位置，从而改变重心位置。

所述锥形绕线器为圆台形状，表面有绕线槽，锥形绕线器一端有安装线绳的孔。

本发明的具体技术方案是：一种基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车，包括车架，驱动装置，磁力转向装置。

所述车架包括有上底板，下底板，调节螺栓，立式轴承座，卧式轴承座，砝码吊杆。上底板和和下底板通过三组调节螺栓连接，下底板中间和后端分别安装有两组立式轴承座，上底板中心处安装有一个卧式轴承座，砝码吊杆安装在下底板的中间区域。

所述驱动装置包括，定滑轮轴，定滑轮组，锥形绕线器，尼龙绳，砝码，主动轴，后轮轴，大齿轮，小齿轮，主动轮，主动轮法兰盘，从动轮，从动轮法兰盘。定滑轮轴安装在车架的砝码吊杆上，定滑轮组中一个定滑轮固定在定滑轮轴的中间位置，另一个穿在后轮轴上可以沿轴向滑动，锥形绕线器安装在主动轴上，尼龙绳一端连接砝码，另一端绕过定滑轮组并缠绕在锥形绕线器的绕线槽内，主动轴固定在底板的中部两侧的立式轴承座上，后轮轴固定在底板后部两侧的立式轴承座上,大齿轮安装在主动轴上，小齿轮安装在后轮轴上，主动轮、主动轮法兰盘、从动轮、从动轮法兰盘固定在后轮轴两端。