一种齿轮变速刹车式无碳小车制造技术

本实用新型专利技术涉及一种齿轮变速刹车式无碳小车，它主要由车架、能量转换机构、传动机构、变速机构、以单片机为核心的控制系统组成。所述变速机构包括滑移架、滑移套、小舵机、大舵机、挡片和舵机支座。重锤在重力的作用下自由下落，通过细绳带动绕线环从而驱动传动轴转动，传动轴上的大齿轮与后轮轴上的小齿轮啮合，使得传动轴转动带动后轮轴转动，当传感器检测到上坡时，大舵机带动滑移架拨动滑移套，使传动轴上的变速小齿轮与后轮轴上的变速大齿轮啮合，通过改变传动比来增大转矩以满足上坡要求，当传感器检测到下坡时，小舵机转动挡片挡住传动轴上的长螺钉，从而制动后轮轴停止转动，一定时间后转回挡片，小车重新起步，以达到使小车减速的目的。

Gear speed changing braking type carbon free trolley

The utility model relates to a gear speed changing braking type carbon free trolley, which is mainly composed of a frame, an energy conversion mechanism, a transmission mechanism, a speed change mechanism, and a control system with a single chip microcomputer as the core. The speed change mechanism comprises a sliding frame, a slip sleeve, a small steering gear, a large steering gear, a baffle plate and a steering gear bearing. Free falling hammer under the action of gravity, so as to drive the transmission shaft to rotate through the string to the winding ring, small gear gear on the transmission shaft and a rear wheel shaft, the drive shaft rotates to drive shaft rotation, when the sensor detects the uphill, large steering gear drives the sliding frame shift shifting sliding sleeve, gear the transmission gear on the transmission shaft gear pinion and the rear wheel shaft, by changing the transmission ratio of torque to meet the requirements when the sensor detects the uphill, downhill, small rotating baffle block long screw steering gear on the transmission shaft, rear axle brake to stop rotating, after a certain period of time to stop, the car again start, in order to achieve the purpose of slowing down the car.

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮变速刹车式无碳小车
本技术涉及一种齿轮变速刹车式无碳小车。
技术介绍
随着科技发展，人们对无碳理念的提倡，无碳小车的设计越来越巧妙，制作也越来越精良。根据第五届全国工程训练综合能力竞赛要求，无碳小车需实现要障碍识别、轨迹判断、自动转向功能以及对上坡和下坡具有速度控制的制动功能。目前已有的竞赛类无碳小车的驱动装置把牵引线绳直接缠绕到车轮驱动轴上，通过预判坡道位置改变绕线轴直径的大小增大力矩加速完成上坡，无减速刹车装置，这样使小车发车不稳定，同时导致小车的下坡速度过快，不易躲避障碍。
技术实现思路
本技术针对上述缺陷，提供一种齿轮变速刹车式无碳小车。本技术所采用的技术方案是：本技术是一种齿轮变速刹车式无碳小车，主要由车架、能量转换机构、传动机构、变速机构、以单片机为核心的控制系统组成。进一步的，所述车架包括底板、两个轴支座，前叉支座和转向舵机支座，转向舵机支座在前叉支座上方。进一步的，所述能量转换机构包括重锤、定滑轮架、碳素杆、细绳和绕线环，碳素杆均布在底板中心，重锤被约束在碳素杆中央只能向下运动，所述定滑轮架放置在碳素杆顶端，所述绕线环分大小直径，细绳一端与重锤连接，另一端依次通过定滑轮架后与绕线环连接，起步时绕3圈大直径，增大力矩使小车启动，后绕小直径以减小能量损耗。进一步的，所述传动机构包括传动轴、后轮轴、大齿轮、变速大齿轮、小齿轮、变速小齿轮和后轮。所述大齿轮和变速小齿轮在内孔四周等间距分布四个弧形通孔，所述小齿轮和变速大齿轮通过锁紧螺钉固定连接在传动轴上，小齿轮和变速大齿轮通过锁紧螺钉固定连接在后轮轴上，两个后轮分别通过轮毂连接在后轮轴的两端，所述传动轴右端四周等间距分布连接4个长螺钉。进一步的，所述变速机构包括滑移架，滑移套，大舵机、小舵机、挡片和舵机支座。所述滑移套装在传动轴上，两端各有四根锥头棒，与所述大齿轮和变速小齿轮上的四个弧形通孔间隙配合，所述滑移架与大舵机连接，大舵机通过舵机支座连接在传动轴的后部，可拨动滑移套在后轮轴上左右滑动，所述挡片与小舵机连接，小舵机固定在传动轴右端，通过挡片挡住、长螺钉从而制动后轮轴停止转动。进一步的，所述以单片机为核心的控制系统包括单片机、转向舵机、坡道检测传感器、红外线传感器和电池电源。所述红外线传感器安装在车的前端，坡道检测传感器安装在车的侧端，单片机固定连接在碳素杆前端中部。本技术工作原理：重锤在重力的作用下自由下落，通过细绳带动绕线环从而驱动传动轴转动，传动轴上的大齿轮与后轮轴上的小齿轮啮合，使得传动轴转动带动后轮轴转动，当坡道传感器检测到上坡时，大舵机带动滑移架拨动滑移套，使传动轴上的变速小齿轮与后轮轴上的变速大齿轮啮合，通过改变传动比来增大转矩以满足上坡要求，当坡道传感器检测到下坡时，小舵机转动挡片挡住传动轴上的长螺钉，从而制动后轮轴停止转动，一定时间后转回挡片，小车重新起步，以达到使小车减速的目的。另外，单片机就传感器是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线从而追寻轨迹，再利用红外线传感器识别障碍，利用程序控制转向舵机带动前轮实现转向，从而实现障碍识别、轨迹判断、自动转向的功能。本技术的有益技术效果：本技术的绕线环分大小直径，大直径有利于小车的起步，小车具有变速机构，能增大上坡时的传动力矩和减小下坡时的车速，且本技术具有加工成本低、结构简单、安装拆卸便捷等优点。附图说明图1是本技术一种齿轮变速刹车式无碳小车的的立体结构示意图。图2是本技术的传动机构和变速机构示意图。图3是本实用新，型的的结构示意左视图。图中：1.定滑轮架，2.碳素杆，3.小舵机，4.小齿轮，5.大齿轮，6.轴支座，7.底板，8.舵机支座，9.大舵机，10.后轮，11.变速小齿轮，12.变速大齿轮，13.坡道检测传感器，14.电池电源，15.红外线传感器，16.转向舵机，17.单片机，18.后轮轴，19.绕线环，20.传动轴，21.滑移架，22.滑移套，23.挡片，24.细绳，25.重锤，26.前叉支座，27.长螺钉，28.转向舵机支座。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步说明。如图1、图3所示，本技术是一种齿轮变速刹车式无碳小车，主要由车架、能量转换机构、传动机构、变速机构、以单片机为核心的控制系统组成。所述车架包括底板7、两个轴支座6，前叉支座26和转向舵机支座28，转向舵机支座28在前叉支座26上方。所述能量转换机构包括重锤25、定滑轮架1、碳素杆2、细绳24和绕线环19。碳素杆2均布在底板中心，重锤25被约束在碳素杆2中央只能向下运动，所述定滑轮架1放置在碳素杆2顶端，绕线环19分大小直径，细绳24一端与重锤25连接，另一端依次通过定滑轮架1后与绕线环19连接，起步时绕3圈大直径，增大力矩使小车启动，后绕小直径以减小能量损耗。如图2所示，所述传动机构包括传动轴20、后轮轴18、大齿轮5、变速大齿轮12，小齿轮4，变速小齿轮11和后轮10。所述大齿轮5和变速小齿轮11在内孔四周等间距分布四个弧形通孔，所述小齿轮4和变速大齿轮12通过锁紧螺钉固定连接在传动轴20上，小齿轮4和变速大齿轮12通过锁紧螺钉固定连接在后轮轴18上，两个后轮10分别通过轮毂连接在后轮轴18的两端，所述传动轴18右端四周等间距分布连接4个长螺钉27。所述变速机构包括滑移架21，滑移套22，大舵机9，小舵机3、挡片23和舵机支座8。所述滑移套22装在传动轴20上，两端各有四根锥头棒，与所述大齿轮5和变速小齿轮11上的四个弧形通孔间隙配合，所述滑移架21与大舵机13连接，大舵机3通过舵机支座8固定在传动轴20的后部，可拨动滑移套22在传动轴20上左右滑动，所述挡片23与小舵机13连接，小舵机13固定在传动轴20右端，通过挡片23挡住长螺钉27从而制动后轮轴18停止转动。所述以单片机为核心的控制系统包括单片机17、转向舵机16、坡道检测传感器13、红外线传感器14和电池电源15。所述红外线传感器14安装在车的前端，坡道检测传感器13安装在车的侧端，单片机17固定连接在碳x素杆2前端中部。如图1、图2、图3所示，使用时，将细绳在绕线环19上缠绕好，放开重锤25，重锤25在重力的作用下自由下落，通过细绳24带动绕线环19从而驱动传动轴20转动，传动轴20上的大齿轮5与后轮轴18上的小齿轮4啮合，使得传动轴20转动带动后轮轴18转动，当坡道传感器检测13到上坡时，大舵机9带动滑移架21拨动滑移套22，使传动轴20上的变速小齿轮11与后轮轴上的变速大齿轮12啮合，通过改变传动比来增大转矩以满足上坡要求，当坡道传感器检测到下坡时，小舵机3转动挡片23挡住传动轴20上的长螺钉27，从而制动后轮轴18停止转动，一定时间后转回挡片23，小车重新起步，以达到使小车减速的目的。另外，单片机17就红外线传感器14是否收到反射回来的红外光为依据来确定黑线的位置和小车的行走路线从而追寻轨迹，再利用红外线传感器14识别障碍，利用程序控制转向舵机16带动前轮实现转向，从而实现障碍识别、轨迹判断、自动转向的功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮变速刹车式无碳小车，其特征在于：包括车架、能量转换机构、传动机构、变速机构、以单片机为核心的控制系统，所述能量转换机构包括重锤(25)、定滑轮架(1)、碳素杆(2)、细绳(24)和绕线环(19)，碳素杆(2)均布在底板中心，重锤(25)被约束在碳素杆(2)中央只能向下运动，所述定滑轮架(1)放置在碳素杆(2)顶端，所述传动机构包括传动轴(20)、后轮轴(18)、大齿轮(5)、变速大齿轮(12)、小齿轮(4)、变速小齿轮(11)和后轮(10)，所述小齿轮(4)和变速大齿轮(12)通过锁紧螺钉固定连接在传动轴(20)上，小齿轮(4)和变速大齿轮(12)通过锁紧螺钉固定连接在后轮轴(18)上，两个后轮(10)分别通过轮毂连接在后轮轴(18)的两端，所述变速机构包括滑移架(21)、滑移套(22)、大舵机(9)、小舵机(3)、挡片(23)和舵机支座(8)，滑移架(21)与大舵机(9)连接，大舵机(9)通过舵机支座(8)固定在传动轴(20)的后部，可拨动滑移套(22)在传动轴(20)上左右滑动，所述挡片(23)与小舵机(3)连接，小舵机(3)固定在传动轴(20)右端，所述以单片机为核心的控制系统包括单片机(17)、转向舵机(16)、坡道检测传感器(13)、红外线传感器(15)和电池电源(14)，所述红外线传感器(15)安装在车的前端，坡道检测传感器(13)安装在车的侧端，单片机(17)固定连接在碳素杆(2)前端中部。...

【技术特征摘要】
1.一种齿轮变速刹车式无碳小车，其特征在于：包括车架、能量转换机构、传动机构、变速机构、以单片机为核心的控制系统，所述能量转换机构包括重锤(25)、定滑轮架(1)、碳素杆(2)、细绳(24)和绕线环(19)，碳素杆(2)均布在底板中心，重锤(25)被约束在碳素杆(2)中央只能向下运动，所述定滑轮架(1)放置在碳素杆(2)顶端，所述传动机构包括传动轴(20)、后轮轴(18)、大齿轮(5)、变速大齿轮(12)、小齿轮(4)、变速小齿轮(11)和后轮(10)，所述小齿轮(4)和变速大齿轮(12)通过锁紧螺钉固定连接在传动轴(20)上，小齿轮(4)和变速大齿轮(12)通过锁紧螺钉固定连接在后轮轴(18)上，两个后轮(10)分别通过轮毂连接在后轮轴(18)的两端，所述变速机构包括滑移架(21)、滑移套(22)、大舵机(9)、小舵机(3)、挡片(23)和舵机支座(8)，滑移架(21)与大舵机(9)连接，大舵机(9)通过舵机支座(8)固定在传动轴(20)的后部，可拨动滑移套(22)在传动轴(20)上左右滑动，所述挡片(23)与小舵机(3)连接，小舵机(3)...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔凯，赵世平，彭杰，叶鑫，代旺，曹鸿浩，赖飞，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：新型
国别省市：四川,51