无碳小车制造技术

无碳小车，包括车架，其特征在于所述的车架上装有将砝码的重力势能转换为动能的砝码动力组件、与砝码动力组件连接的主动带轮组件、曲柄连杆组件、与主动带轮组件连接且用于推动曲柄连杆组件运动的从动凸轮组件、与主动带轮组件的连接的主动轮、与曲柄连杆组件连接的转向轮和可转动的装在车架上的从动轮，所述的主动轮、转向轮和从动轮呈三角形分布，且分别与地面接触将车架水平撑起，转向轮位于主动轮和从动轮的前方，砝码动力组件通过砝码的下降拉动主动带轮组件运动，从而带动从动凸轮组件和主动轮运动，曲柄连杆组件随从动凸轮组件的运动而运动，并带动转向轮转向，从动轮随主动轮和转向轮运动而滚动，使小车行走。

Carbon free car

Carbon-free car, including frame, is characterized in that the frame is equipped with a weight power component which converts the gravitational potential energy of the weight into kinetic energy, an active pulley component connected with the weight power component, a crank connecting rod component, a driven cam component connected with the active pulley component and used to drive the movement of the crank connecting rod component, a driving wheel connected with the active pulley component, and a crank. The steering wheel connected with the connecting rod assembly and the rotating driven wheel mounted on the frame have triangular distribution, and the driving wheel, the steering wheel and the driven wheel are respectively connected with the ground to support the frame horizontally. The steering wheel is located in front of the driving wheel and the driven wheel. The weight power component pulls the driving pulley component to move through the drop of the weight, thus driving the driven cam component and the driving wheel component. Motion, crank and connecting rod components follow the movement of the follower cam components, and drive the steering wheel to turn. The follower wheel rolls with the movement of the driving wheel and the steering wheel, making the car walk.

【技术实现步骤摘要】
无碳小车
本专利技术涉及一种无碳小车，属于机械

技术介绍
一种竞赛类无碳小车，要求：设计以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车，要求小车在行走过程中完成所有动作所需的能量均由此给定重力势能转换而得，不可以使用任何其他来源的能量。要求小车具有转向控制机构，且此转向控制机构具有可调节功能，以适应放有不同间距障碍物的竞赛场地。要求小车为三轮结构。该给定重力势能为1Kg的标准砝码获得，要求砝码的可下降高度为400±2mm。赛道宽度为2米，出发端线距第一个障碍及障碍与障碍之间的间距均相同。竞赛小车在前行时能够自动绕过赛道上设置的障碍物，障碍物为直径20mm、高200mm的圆棒，沿赛道中线等距离摆放。小车有效的绕障方法为：小车从赛道一侧越过一个障碍后，整体越过赛道中线且障碍物不被撞倒或推出障碍物定位圆；连续运行，直至小车停止。小车有效的运行距离为：停止时小车最远端与出发线之间的垂直距离。目前已有的竞赛类无碳小车有诸多不太完善的地方。其一，小车的驱动装置把牵引绳直接缠绕在车轮驱动轴上，导致小车的启动力矩较小，不利于小车的起步，同时使小车的行驶距离受到影响。其二，在调试小车时，受到绕线位置及牵引绳长度的影响，不能准确的调节前轮角度，造成调试不便，影响小车的越障行驶。其三，小车机构中不带有变距装置，不能适应不同间距障碍的竞赛场地。其四，小车零部件过于复杂，加工成本较高，不太符合小车无碳、低成本的要求。检索到的相关现有专利文献如下：CN106621358A，8字形行走的无碳小车；CN108404426A，一种S路径无碳小车；CN109011625A，一种基于凸轮转向机构的“S”型轨迹无碳小车；CN104874187A，S形变距行走的无碳小车；CN207270706U，一种基于无碳小车的双耦合转向机构；CN108714306A，一种无碳小车。
技术实现思路
本专利技术提供的无碳小车，实现小车按双8字型交叉路径行驶，提高能量转化效率，减小能量损失，延长小车的行走位移，提高运动平稳性，抑制了变速震荡，保证小车按预定轨迹有效越过障碍物。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：无碳小车，包括车架，其特征在于所述的车架上装有将砝码的重力势能转换为动能的砝码动力组件、与砝码动力组件连接的主动带轮组件、曲柄连杆组件、与主动带轮组件连接且用于推动曲柄连杆组件运动的从动凸轮组件、与主动带轮组件的连接的主动轮、与曲柄连杆组件连接的转向轮和可转动的装在车架上的从动轮，所述的主动轮、转向轮和从动轮呈三角形分布，且分别与地面接触将车架水平撑起，转向轮位于主动轮和从动轮的前方，砝码动力组件通过砝码的下降拉动主动带轮组件运动，从而带动从动凸轮组件和主动轮运动，曲柄连杆组件随从动凸轮组件的运动而运动，并带动转向轮转向，从动轮随主动轮和转向轮运动而滚动，使小车行走。优选的，所述的砝码动力组件包括砝码、沿垂向装在车架上对砝码的下降进行导向的撑杆架和钢绳，所述的撑杆架包括位于车架上方且水平设置的上端接盘、沿垂向固定在上端接盘和车架之间的支撑杆和固定在上端接盘上方的杆上滑轮，支撑杆的数量为多根且沿上端接盘周向均匀分布，砝码位于多个支撑杆之间，且通过钢绳与主动带轮组件连接，钢绳张紧绕行在杆上滑轮上。优选的，所述的主动带轮组件包括与砝码动力组件连接的绳轮、与绳轮同轴固定的主动大带轮、与主动大带轮通过皮带连接的主动小带轮，主动轮与主动小带轮同轴固接，砝码动力组件拉动绳轮转动，主动大带轮随绳轮同步转动，并通过皮带拉动主动小带轮转动，主动轮随主动小带轮的转动而转动。优选的，所述的从动凸轮组件包括与主动小带轮同轴连接的从动小带轮、与从动小带轮通过皮带连接的从动大带轮和与从动大带轮同轴连接的凸轮，从动小带轮随主动小带轮的转动而转动，并带动从动大带轮转动，凸轮随从动大带轮的转动与曲柄连杆组件接触，推动曲柄连杆组件运动。优选的，所述的曲柄连杆组件包括可活动的装在车架上的推杆、与推杆铰接的连杆、与连杆铰接的曲柄板和连接在车架与推杆之间的弹簧，所述的连杆的一端与推杆铰接，另一端与曲柄板铰接，曲柄板可水平转动的装在车架上，连杆与曲柄板铰接的位置同轴连接转向轮支架，转向轮装在转向轮支架上，推杆远离连杆的一端与从动凸轮组件中的凸轮相对应，通过从动凸轮组件的运动推动推杆水平向前运动，并拉伸弹簧，通过弹簧的恢复力带动推杆向后回移。优选的，所述的推杆包括推杆本体和装在推杆本体上的推杆调节块，所述的推杆调节块在推杆本体上的安装位置可沿推杆本体的长度方向调节，连杆的一端与推杆调节块铰接，推杆调节块上开有沿推杆本体长度方向设置的条形孔，锁紧螺钉穿过条形孔旋进至推杆本体中，将推杆调节块压紧，且推杆调节块的一端通过与条形孔与对齐的螺钉与推杆本体连接。优选的，所述的车架上装有用于对推杆的运动进行导向的推杆导向机构，所述的推机导向机构包括分布在推杆上、下、左、右侧面的导向滚轮，导向滚轮与推杆接触，随推杆的运动而在推杆上滚动，在推杆的上、下、左、右侧面各设置两个导向滚轮，且每个侧面的导向滚轮隔开的距离不小于推杆长度的一半。优选的，所述的推杆上装有与从动凸轮组件中的凸轮相对应的摩擦滚轮，摩擦滚轮可转动的装在推杆上，从动凸轮组件中的凸轮与摩擦滚轮接触，推动推杆向前运动。优选的，所述的曲柄板包括曲柄板本体和半径调节座，所述的半径调节座可水平转动的装在车架上，曲柄板本体装在半径调节座中，且曲柄板本体在半径调节座上的安装位置可调节，曲柄板本体的一端与连杆铰接。优选的，所述的半径调节座上开与曲柄板本体相对应的定位凹槽，曲柄板本体置于定位凹槽中，且一端从定位凹槽中伸出与连杆绞接，曲柄板本板上开有沿半径调节座长度方向设置的沿腰形通孔，锁紧螺钉穿过腰形通孔旋进半径调节座中，压紧曲柄板本体，曲柄板本体的另一端通过与腰形通孔对齐的螺钉与半径调节座连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术结构简单，组装方便，操作易行，行走位移长，小车行驶速度的均匀性，增强了小车行驶的稳定性，减少了摩擦力带来的能量损耗，整体性好。通过砝码动力组件将砝码的重力势能转换为动能，从而带动主动带轮组件运动，由主动带动组件带动主动轮运动，提高能量转化效率，减小能量损失，延长小车的行走位移。本专利技术采用从动凸轮组件推动曲柄连杆组件运动，通过曲柄连杆组件的运动带动转向轮转向，从而实现小车行走过程中的转向，通过调整从动凸轮组件中凸轮的半径，即可调整小车的转向频率，通过调节曲柄连杆组件中的曲柄半径，从而控制转向轮的转动角度，通过调节曲柄连杆组件中推杆的有效工作长度，控制转向轮的转向起点，从而调节小车的行走轨迹，实现小车以预设转向频率按双8字型交叉路径行驶。在车架上安装推杆导向机构对曲柄连杆组件中推杆的运动进行导向，提高转向轮转向角度的准精性，可以精确控制小车行驶方向，并通过推杆导向机构与推杆的滚动摩擦接触，减小摩擦，尽量减小转向过程中小车的能量损失，提高运动平稳性，抑制了变速震荡，保证小车按预定轨迹有效越过障碍物。附图说明图1为无碳小车的结构示意图。图2为无碳小车的局部放大示意图。图3为无碳小车的局部俯视图。图4为无碳小车的另一局部放大示意图。图5为推杆导向机构、摩擦滚轮和推杆的配合示意图。图6为曲柄板的结构示意图。具体实施方式下面结合图1至图6对本专利技术的实施例做详本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.无碳小车，包括车架（1），其特征在于所述的车架（1）上装有将砝码的重力势能转换为动能的砝码动力组件（2）、与砝码动力组件（2）连接的主动带轮组件（3）、曲柄连杆组件（4）、与主动带轮组件（3）连接且用于推动曲柄连杆组件（4）运动的从动凸轮组件（5）、与主动带轮组件（3）的连接的主动轮（6）、与曲柄连杆组件（4）连接的转向轮（7）和可转动的装在车架（1）上的从动轮（8），所述的主动轮（6）、转向轮（7）和从动轮（8）呈三角形分布，且分别与地面接触将车架（1）水平撑起，转向轮（7）位于主动轮（6）和从动轮（8）的前方，砝码动力组件（2）通过砝码的下降拉动主动带轮组件（3）运动，从而带动从动凸轮组件（5）和主动轮（6）运动，曲柄连杆组件（4）随从动凸轮组件（5）的运动而运动，并带动转向轮（7）转向，从动轮（8）随主动轮（6）和转向轮（7）运动而滚动，使小车行走。

【技术特征摘要】
1.无碳小车，包括车架（1），其特征在于所述的车架（1）上装有将砝码的重力势能转换为动能的砝码动力组件（2）、与砝码动力组件（2）连接的主动带轮组件（3）、曲柄连杆组件（4）、与主动带轮组件（3）连接且用于推动曲柄连杆组件（4）运动的从动凸轮组件（5）、与主动带轮组件（3）的连接的主动轮（6）、与曲柄连杆组件（4）连接的转向轮（7）和可转动的装在车架（1）上的从动轮（8），所述的主动轮（6）、转向轮（7）和从动轮（8）呈三角形分布，且分别与地面接触将车架（1）水平撑起，转向轮（7）位于主动轮（6）和从动轮（8）的前方，砝码动力组件（2）通过砝码的下降拉动主动带轮组件（3）运动，从而带动从动凸轮组件（5）和主动轮（6）运动，曲柄连杆组件（4）随从动凸轮组件（5）的运动而运动，并带动转向轮（7）转向，从动轮（8）随主动轮（6）和转向轮（7）运动而滚动，使小车行走。2.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征在于所述的砝码动力组件（2）包括砝码（21）、沿垂向装在车架（1）上对砝码的下降进行导向的撑杆架（22）和钢绳（23），所述的撑杆架（22）包括位于车架（1）上方且水平设置的上端接盘（22.1）、沿垂向固定在上端接盘（22.1）和车架（1）之间的支撑杆（22.2）和固定在上端接盘（22.1）上方的杆上滑轮（22.3），支撑杆（22.2）的数量为多根且沿上端接盘（22.1）周向均匀分布，砝码（21）位于多个支撑杆（22.1）之间，且通过钢绳（23）与主动带轮组件（3）连接，钢绳（23）张紧绕行在杆上滑轮（22.3）上。3.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征在于所述的主动带轮组件（3）包括与砝码动力组件（2）连接的绳轮（31）、与绳轮（31）同轴固定的主动大带轮（32）、与主动大带轮（32）通过皮带连接的主动小带轮（33），主动轮（6）与主动小带轮（33）同轴固接，砝码动力组件（2）拉动绳轮（31）转动，主动大带轮（32）随绳轮（31）同步转动，并通过皮带拉动主动小带轮（33）转动，主动轮（6）随主动小带轮（33）的转动而转动。4.根据权利要求3所述的无碳小车，其特征在于所述的从动凸轮组件（5）包括与主动小带轮（33）同轴连接的从动小带轮（51）、与从动小带轮（51）通过皮带连接的从动大带轮（52）和与从动大带轮（52）同轴连接的凸轮（53），从动小带轮（51）随主动小带轮（33）的转动而转动，并带动从动大带轮（52）转动，凸轮（53）随从动大带轮（52）的转动与曲柄连杆组件（4）接触，推动曲柄连杆组件（4）运动。5.根据权利要求1所述的无碳小车，其特征在于所述的曲柄连杆组件（4）包括可活动的装在车架（1）上的推杆（41）、与推杆（41）铰接的连杆（42）、与连杆（42）铰接的曲柄板（43）和连接在车架（1）与推杆（41）之间的弹簧（44），所述的连杆（42）的一端与推杆（41）铰接，另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞国友，高自成，李立君，赵凯杰，王晓晨，林泽帆，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43