[发明专利]环形S轨迹无碳小车

说明书

本发明提供一种环形S轨迹无碳小车，包括一底板、一主动轮、一从动轮、一导向轮、一动力机构、一传动机构和一转向机构；所述动力机构连接所述底板和所述主动轮并通过所述传动机构与所述转向机构传动连接；所述转向机构连接所述导向轮；所述从动轮与所述底板枢接。本发明的一种环形S轨迹无碳小车，其结构简单、运动链短、结构紧凑且运动准确性高。

技术领域

本发明涉及无碳小车领域，尤其涉及一种环形S轨迹无碳小车。

背景技术

重力势能无碳小车是以重力势能为唯一能量、具有连续避障功能的后轮驱动三轮小车，近年来已经作为大学生科技创新竞赛的指定题目，题目通常为要求给定一重力势能，根据能量转换原理，自主设计并制作一台有方向控制功能的自行势能驱动的无碳势能驱动车。该给定重力势能由统一提供的质量为1千克的标准砝码来获得。标准砝码始终由势能驱动车承载，不允许从势能驱动车上掉落。环形S型轨迹无碳小车运动轨迹的精确性主要取决于转向机构，如果在小车运动过程中轨迹精度的保持性较差，误差就会随着运动过程越来越大。

现有的无碳小车在行走过程中其轨迹一般都是沿着单个8字形状轨迹、双8字形状轨迹、直线S轨迹、或者环形S轨迹，通常采用正弦转向机构，但有些结构复杂，加工困难，相应的成本也比较高；有些调节精度不是很高，不能到达满足周期和振幅的要求；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。

现有的无碳小车多采用钢材、塑料等材质，无碳小车行走时与地面之间的摩擦力很大，因而小车无法行走很远，在竞赛时也不能通过很多个障碍物。

转向机构是无碳小车实现预期轨迹运行的关键组件，现有的无碳小车其转向机构主要有曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构、槽轮机构等，转向机构是小车结构中最重要的部分，转向机构设计的优劣决定了小车是否能完成避障从而实现完整路线的行走。

目前尚缺乏一种结构简单、运动准确性高、可得到预期环形S轨迹的无碳小车。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种环形S轨迹无碳小车，其结构简单、运动链短、结构紧凑且运动准确性高。

为了实现上述目的，本发明提供一种环形S轨迹无碳小车，包括一底板、一主动轮、一从动轮、一导向轮、一动力机构、一传动机构和一转向机构；所述动力机构连接所述底板和所述主动轮并通过所述传动机构与所述转向机构传动连接；所述转向机构连接所述导向轮；所述从动轮与所述底板枢接；所述转向机构包括一异形凸轮、一滑杆、一滑块、一导轨、一拔叉、一导向轮支架和一导向轮支座；所述异形凸轮与所述传动机构传动连接，所述异形凸轮的内壁外侧形成一导向凹槽；所述滑杆的第一端形成一凸头，所述凸头可沿所述导向凹槽滑动地插设于所述导向凹槽内；所述滑杆的第二端连接所述滑块，所述滑杆的中部形成连接通槽；所述导轨和所述导向轮支架固定于所述底板；所述滑块可沿所述导轨滑动地架设于所述导轨上；所述导向轮通过所述导向轮支座与所述导向轮支架枢接并固定连接所述拔叉的第一端；所述拔叉的第二端形成一叉槽，所述滑杆部分插设于所述叉槽内；所述拔叉的第二端部分插设于所述连接通槽内。

优选地，所述动力机构包括一砝码、一砝码支架、至少一砝码支架滑轮、一线绳和一绕线轴；所述砝码支架固定于所述底板，所述线绳架设于所述砝码支架滑轮上，且所述线绳的第一端连接所述砝码，所述线绳的第二端缠绕于所述绕线轴上；所述绕线轴安装于第一支架，所述绕线轴的第一端与所述主动轮周向固定，所述绕线轴的第二端与所述第一支架枢接。

优选地，所述砝码的重心与所述环形S轨迹无碳小车的质心在同一直线上。