[发明专利]依靠重力势能驱动的走“双8字”轨迹的小车

说明书

本发明公开一种依靠重力势能驱动的走“双8字”轨迹的小车，包括底板、重力转换机构、前驱机构和槽轮换向机构，底板前端设转向轮，后端分设一滚动轮；重力转换机构设于底板且包括重物和旋转轴，用于将重物的下落转换为旋转轴的转动；前驱机构设于底板，前驱机构用于将旋转轴的转动转换为滚动轮的朝前滚动；槽轮换向机构设于所述底板，槽轮换向机构用于将旋转轴的转动转换成转向轮的侧偏滚动。本发明中，重力转换机构同时为前驱机构和槽轮换向机构提供动力，可提高能量利用率；前驱机构带动滚动轮滚动，实现车体朝前行进；槽轮换向机构带动转向轮侧偏，实现车体的转向，且可克服凸轮换向机构在加工和设计上的困难。

技术领域

本发明涉及无碳小车的技术领域，具体涉及一种依靠重力势能驱动的走“双8字”轨迹的小车。

背景技术

全国大学生工程训练综合能力竞赛的参赛课题主要是无碳小车绕设定轨迹行走，在2018年，也即第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛之前，设定轨迹为单八轨迹，但在第六届之后改为双八轨迹，因此，绕“双8形”路线无碳小车是新设项目，现有能实现走“双8字”轨迹的无碳小车较少，其中，有采用凹槽凸轮推杆的转向机构的避障小车，但凹槽凸轮转向机构存在设计和加工困难，并且就凸轮本身的加工，一些学校的加工设备有限，如果制作设备精度要求达不到，凸轮曲线制作误差较大，会直接导致路线出现偏差，影响无碳小车的行驶能力；还有重力势能驱动涡卷弹簧储能小车，依靠凸轮机构控制小车转向，但是涡卷弹簧能量利用率不高。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种依靠重力势能驱动的走“双8字”轨迹的小车，旨在解决现有无碳小车利用凸轮进行换向，存在加工困难且容易产生行驶偏差的问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种依靠重力势能驱动的走“双8字”轨迹的小车，包括：

底板，前端设有转向轮，后端的左右两侧分设有一滚动轮；

重力转换机构，设于所述底板，且包括重物和旋转轴，所述重力转换机构用于将所述重物的向下掉落转换为所述旋转轴的绕轴转动；

前驱机构，设于所述底板，所述前驱机构的动力输入端连接所述旋转轴，所述前驱机构的动力输出端连接两个所述滚动轮中的至少一个，以将所述旋转轴的绕轴转动转换为所述滚动轮的朝前滚动；以及，

槽轮换向机构，设于所述底板，所述槽轮换向机构的动力输入端连接所述旋转轴，所述槽轮换向机构的动力输出端连接所述转向轮，以将所述旋转轴的绕轴转动转换成所述转向轮的侧偏滚动。

可选地，所述旋转轴沿左右向轴线可转动地安装于所述底板；

所述重力转换机构还包括：

定滑轮，设于所述底板的上方；以及，

牵引绳，一端固定连接所述重物，另一端绕过所述定滑轮后，绕设于所述旋转轴，以在所述重物向下掉落时，带动所述旋转轴绕轴转动。

可选地，所述重力转换机构还包括多个围杆，所述多个围杆架设于所述底板，且共同围设构成一通道，所述通道的内径与所述重物的外径相适配，以供所述重物在所述通道内上下活动。

可选地，所述重力转换机构还包括限位台，所述限位台对应所述重物而设于所述底板，用以在所述重物向下掉落至预设位置时，承载所述重物。

可选地，所述旋转轴具有绕线起始端和绕线终止端，其中，所述旋转轴的轴径自所述绕线起始端至所述绕线终止端呈渐小设置。

可选地，所述前驱机构包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮同轴安装于所述旋转轴，所述第二齿轮同轴安装于两个所述滚动轮中的至少一个。

可选地，所述槽轮换向机构包括：

拨杆和槽轮，所述拨杆同轴安装于所述旋转轴，所述槽轮沿左右向轴线可转动地安装于所述底板，且与所述拨杆配合而作间歇转动；