一种基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车制造技术

本发明专利技术涉及一种S型变距行走的无碳小车，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。本发明专利技术小车转向机构简单，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。

A S based carbon free car based on magnetic steering mechanism

The invention relates to a S type carbon free trolley with variable distance walking, which comprises a frame, a driving device and a magnetic steering device. The magnetic steering gear is installed on the active shaft. The two shapes are exactly the same, and the magnetic opposite semicircle magnets are embedded in two disc shaped magnets. The magnet supports are completely displaced and fixed on the active axis. The magnet bracket realizes the periodic change of the magnetic field through the rotation of the driving shaft to control the steering of the trolley. The vehicle frame comprises an upper and a lower chassis mechanism, which can adjust the adjusting bolt to realize the change of the distance between the upper and the lower chassis, thereby changing the center of gravity of the cart. The steering mechanism of the car is simple, saves a lot of interior space and reduces a lot of friction, while saving energy, it also enhances the motor performance of the car. The upper and lower chassis mechanism can adjust the center of gravity of the car at will and then increase the stability of the car, and solve a series of problems, such as the car's inertia and the skidding, and so on.

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车
本专利技术涉及一种无碳小车，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

技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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，本专利技术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。本专利技术的具体技术方案是：一种S形磁力转向无碳小车，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、主动法兰盘、从动轮、从动法兰盘固定在后轮轴两端。所述磁力转向装置包括磁铁支架，磁力摆杆，调节螺母，前叉，前轮，主动轴，防松挡圈。磁铁支架固定在前轴中间位置，磁力摆杆安装在前叉顶端，在磁力摆杆的末端安装有一个调节螺母，前轮和防松挡圈通过主动轴安装在前叉的下方，前叉又位于上底板的卧式轴承座夹持固定。本专利技术所具有的优点与效果是：本专利技术包括车架、驱动装置和磁力转向装置。所述车架部分，调节螺栓连接上下底板，这种结构可以有效降低小车重心，使小车运动过程中更加平稳。所述驱动装置部分，从动法兰盘与后轮轴通过轴承连接，主动法兰盘与后轮轴过盈配合，主动轮和从动轮分别用螺栓固定在主动法兰和从动法兰上。这种结构使小车在转向的时候实现后轮差速，增加小车轨迹的准确性。锥形绕线器可以调节扭矩输出，小车启动过程中输出较大扭矩，运行过程中输出较小的扭矩，降低车速，增加运行的平稳性。所述磁力转向部分，磁力摆杆依靠磁力偏转，可以快速响应，转向过程中没有摩擦，可以降低转向过程中轨迹的不确定性，同时也能减少能量消耗，使小车移动的距离更远。磁力转向机构可以节省空间，能有效减小小车的宽度，增加绕杆通过性。附图说明图1为本专利技术立体结构示意图。图2为本专利技术双层底盘示意图。图3为本专利技术驱动装置示意图。图4为本专利技术磁力转向装置示意图。图中：卧式轴承座1、调节螺栓2、立式轴承座3、大齿轮4、从动轮法兰盘5小齿轮6、从动轮7、砝码吊杆8、定滑轮轴9、吊杆定滑轮10、主动轮11、后轮轴定滑轮12、后轮轴13、主动法兰盘14、锥形绕线器15、主动轴16、磁铁支架17、磁力摆杆18、前叉19、下底板20、上底板21、前轮22、主动轴23、调节螺母24、尼龙绳25、、砝码26。具体实施方式参见图1所示，S型磁力转向无碳小车，包括车架、驱动装置、传动装置和磁力转向装置。参见图1、图2所示，车架的结构为塔形，车架包括下底板20、上底板21、调节螺栓2、立式轴承座3、卧式轴承座1、砝码吊杆8。砝码吊杆8通过螺纹连接安装在下底板20中部，上底板21通过三组调节螺栓2安装在下底板前端，卧式轴承座1采用两个螺栓固定在上底板21上，下底板20中部两侧和后部两侧用螺钉连接方式安装有立式轴承座3。参见图1、图3所示，所述驱动装置包括：定滑轮轴9、吊杆定滑轮10、后轮轴定滑轮12、锥形绕线器15、主动轴16、后轮轴13、大齿轮4、小齿轮6、主动轮11、主动轮法兰盘14、从动轮7、从动轮法兰盘5、尼龙绳25、砝码26。定滑轮轴9安装在车架的砝码吊杆8上，吊杆定滑轮10用螺母固定在定滑轮轴的中间位置，后轮轴定滑轮12穿在后轮轴13上可以沿轴向滑动，锥形绕线器15用螺钉固定在主动轴16上，尼龙绳25一端连接砝码26，另一端绕过吊杆定滑轮10和后轮轴定滑轮12并缠绕在锥形绕线器15的绕线槽内，主动轴16固定在下底板20中部两侧的立式轴承座3上，后轮轴13固定在下底板20后部两侧的立式轴承座3上,大齿轮4使用螺钉安装固定在主动轴16上，小齿轮6使用螺钉安装在后轮轴13上，主动轮11使用螺钉固定在主动法兰盘14上、从动轮7使用螺钉固定在从动法兰盘5上，主动法兰盘14使用过盈连接固定在后轮轴13一侧，动法兰盘5使用轴承过度连接在后轮轴13的另一侧。参见图1、图4所示，所述磁力转向装置包括磁铁支架17、磁力摆杆18、调节螺母24、前叉19、前轮22、主动轴23。磁铁支架17使用螺钉安装固定在主动轴16中间位置，磁力摆杆18通过调节螺母24安装在前叉19顶端，前轮22通过防松挡圈固定在主动轴23上并安装在前叉19的下方，前叉19通过安装于上底板21的卧式轴承座1夹持固定。本专利技术在竞赛时使用方法如下：尼龙绳25的一端连接砝码26，另一端绕过吊杆定滑轮10和后轮轴定滑轮12并缠绕在锥形绕线器15的绕线槽内，通过旋转主动轮11使砝码上升到400mm高度。根据不同的障碍物间距调节磁力摆杆末端的调节螺母，改变小车的转向周期性。小车前轮置于跑道起路线处，通过转动主动轮7，改变磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车，其特征在于磁力转向机构、双层底盘，这两种技术降低了能量消耗，增加小车稳定性。

【技术特征摘要】
1.一种基于磁力转向机构的S形行走的无碳小车，其特征在于磁力转向机构、双层底盘，这两种技术降低了能量消耗，增加小车稳定性。2.根据权利要求1所述的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。3.磁力摆杆的一侧为螺纹，一侧镶嵌有一块圆形小磁铁。4.当磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝伟，张哲，杜雄梓，侯俊才，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61