无碳小车前轮转向机构及无碳小车制造技术

无碳小车前轮转向机构及无碳小车，其中，无碳小车前轮转向机构包括控制轮，用于通过多级传动齿轮与无碳小车的动力机构传动连接；转向齿轮，用于和无碳小车的前轮传动连接；推抵件，安装在控制轮上并能随控制轮运动；受动件，用于和转向齿轮传动连接；所述控制轮带动推抵件运动时，所述推抵件能够推抵受动件并使受动件运动，从而使所述转向齿轮运动进而带动前轮进行转向

【技术实现步骤摘要】
无碳小车前轮转向机构及无碳小车


[0001]本专利技术涉及一种无碳小车前轮转向机构及包含该转向机构的无碳小车
。

技术介绍

[0002]无碳小车的行驶轨迹一般包括有“S
形”、“8
字形”、“环
S”和“双八字”，行驶轨迹的控制是通过转向机构来实现的，转向机构的设计一般根据轨迹曲线或仿真曲线计算得到，目前，应用在无碳小车上的转向机构一般采用常规的凸轮机构，例如公开号为
CN114432716A
的中国专利技术专利申请
。
在无碳小车设计与调试过程中，采用凸轮机构作为转向机构存在以下不足：
1.
需要掌握
MATLAB
等软件，凸轮计算公式复杂，大量消耗时间和精力；
2.
凸轮的加工需要非常精密的加工设备，加工精度要求高，制作成本高；
3.
凸轮小车调试出现错误时，不能直观的反映问题所在，调试过程复杂
、
难度大；
4.
实际装配的成品与数字模型之间存在装配误差，可能严重到小车的实际运行路径
。5.
凸轮机构需附加张紧装置，以确保从动件与凸轮保持接触，该装置会增大摩擦力，从而增大小车运行的能量消耗，不节能
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的之一在于提供一种无碳小车前轮转向机构，以降低设计于制作难度
、
简化装配工艺，使得结构轻量化并降低小车运行能耗
。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种无碳小车前轮转向机构，包括控制轮，用于通过多级传动齿轮与无碳小车的动力机构传动连接；转向齿轮，用于和无碳小车的前轮传动连接；推抵件，安装在控制轮上并能随控制轮运动；受动件，用于和转向齿轮传动连接；所述控制轮带动推抵件运动时，所述推抵件能够推抵受动件并使受动件运动，从而使所述转向齿轮运动进而带动前轮进行转向
。
[0005]优选地，所述推抵件包括沿控制轮外周面上间隔设置的多个拨片，所述拨片可沿控制轮的轴向方向调整位置，所述受动件包括与转向齿轮相啮合的锥形齿轮以及同轴固定连接于锥形齿轮的
V
形转向盘，所述
V
形转向盘的后端设置有两个斜面，所述控制轮带动拨片运动时，通过拨打
V
形转向盘后端的不同位置，使得所述
V
形转向盘发生不同角度的摆动，进而使所述锥形齿轮转动并带动所述转向齿轮转动，以实现前轮的转向
。
[0006]更优选地，所述控制轮的外周面上沿环形均匀间隔设置有多根丝杆，所述丝杆沿控制轮的轴向方向设置且其两端分别通过一个拨片固定架连接于控制轮，每根丝杆上螺纹连接有一个拨片，所述拨片的一端呈弧面状结构并抵靠于控制轮的外周面，转动所述丝杆，可使对应的拨片沿该丝杆移动，从而调整所述拨片的位置
。
[0007]或者，所述推抵件包括沿环形方向设置在控制轮外周面上的多个连续排布的控制片，不同的控制片设置有不同的倾斜角度，所述受动件包括与转向齿轮相啮合的齿条以及设置在齿条后端面上的随动件，所述控制轮带动所有的控制片运动时，不同位置的控制片能够轮流推抵随动件以使随动件的位置移动，进而带动所述齿条平移，从而使得所述转向
齿轮转动并进而带动前轮转动以实现转向
。
[0008]更优选地，所述随动件包括沿齿条长度方向均匀间隔设置的多个等距槽，所述齿条安装在滑轨上，所述控制片能够在做圆周运动的过程中穿过等距槽并通过倾斜的控制片片身推抵等距槽的槽内壁从而促使所述齿条平移
。
[0009]更优选地，所述控制轮的外周面上沿环形设置有用于放置控制片的台阶，所述控制轮的一侧安装有用于夹紧控制片的夹持环，所述夹持环上相对于地设置有连接控制轮并可进行调节的螺栓
。
[0010]更优选地，所述随动件为设置在齿条后端的一个凸轮，所述控制片可沿控制轮的轴向方向调整位置，所述控制片的其中一个侧面与凸轮相抵接，所述齿条安装在滑轨上，所述齿条被一根皮筋朝着远离凸轮与控制片接触面的一侧拉动，所述控制片能够在做圆周运动的过程中使其侧面推抵凸轮从而使所述齿条克服皮筋的作用力而移动
。
[0011]更优选地，所述控制轮的外周面环形间隔设置有多个燕尾槽，所述燕尾槽沿控制轮的轴向方向设置，每个燕尾槽中滑动连接有一个滑块，每个滑块上安装有一个控制片，所述控制片能够在滑块上旋转角度并能够与滑块螺纹连接
。
[0012]另外，本专利技术还提供一种无碳小车，其包括车架
、
安装于车架后侧的两个后轮和安装于前侧的一个前轮，所述车架上安装有用于驱动后轮行走的动力机构，所述车架上还安装有前述无碳小车前轮转向机构
。
[0013]其中，所述动力机构为电机，所述电机通过多级传动齿轮与控制轮传动连接
。
[0014]相较于现有技术，本专利技术提供的无碳小车前轮转向机构的零件和结构设计更简单，零件的加工精度要求也相对较低，简化了装配工艺，降低了制造成本，同时还实现了结构轻量化，有利于降低小车运行过程中的能耗
。
附图说明
[0015]图1为实施例1应用于无碳小车的整体结构示意图；图2为实施例1中
V
形转向盘的结构示意图；图3为实施例1中
V
形转向盘的斜面角度示意图；图4为实施例1中角度
b
为
24
度的
V
形转向盘与拨片的起始接触位置示意图；图5为实施例1中角度
b
为
24
度的
V
形转向盘的最大转角状态示意图；图6为实施例1中角度
b
为
45
度的
V
形转向盘与拨片的起始接触位置示意图；图7为实施例1中角度
b
为
45
度的
V
形转向盘的最大转角状态示意图；图8为实施例1中
V
形转向盘的斜面长度变长后与拨片的起始接触位置示意图；图9为实施例1中
V
形转向盘的斜面长度变长后的最大转角状态示意图；图
10
为实施例1中
V
形转向盘不同接触点的转向角度示意图；图
11
为实施例1中丝杆
、
拨片固定架以及拨片的结构示意图；图
12
为实施例1中
V
形转向盘前端的轴与铜套配合并装配在支撑架上的分解示意图；图
13
为实施例1中拨片起始位置的结构示意图；图
14
为实施例2应用于无碳小车的整体结构示意图；图
15
为实施例2中各种形状的控制片的结构示意图；
图
16
为实施例2中齿条部分的平面结构示意图；图
17
为实施例2中控制轮上的控制片排布示意图；图
18
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
无碳小车前轮转向机构，其特征在于，包括：控制轮（1），用于通过多级传动齿轮与无碳小车的动力机构传动连接；转向齿轮（2），用于和无碳小车的前轮（3）传动连接；推抵件，安装在控制轮（1）上并能随控制轮（1）运动；受动件，用于和转向齿轮（2）传动连接；所述控制轮（1）带动推抵件运动时，所述推抵件能够推抵受动件并使受动件运动，从而使所述转向齿轮（2）运动进而带动前轮（3）进行转向
。2.
根据权利要求1所述的无碳小车前轮转向机构，其特征在于：所述推抵件包括沿控制轮（1）外周面上间隔设置的多个拨片（4），所述拨片（4）可沿控制轮（1）的轴向方向调整位置，所述受动件包括与转向齿轮（2）相啮合的锥形齿轮（5）以及同轴固定连接于锥形齿轮（5）的
V
形转向盘（6），所述
V
形转向盘（6）的后端设置有两个斜面，所述控制轮（1）带动拨片（4）运动时，通过拨打
V
形转向盘（6）后端的不同位置，使得所述
V
形转向盘（6）发生不同角度的摆动，进而使所述锥形齿轮（5）转动并带动所述转向齿轮（5）转动，以实现前轮（3）的转向
。3.
根据权利要求2所述的无碳小车前轮转向机构，其特征在于：所述控制轮（1）的外周面上沿环形均匀间隔设置有多根丝杆（7），所述丝杆（7）沿控制轮（1）的轴向方向设置且其两端分别通过一个拨片固定架（8）连接于控制轮（1），每根丝杆（7）上螺纹连接有一个拨片（4），所述拨片（4）的一端呈弧面状结构并抵靠于控制轮（1）的外周面，转动所述丝杆（7），可使对应的拨片（4）沿该丝杆（7）移动，从而调整所述拨片（4）的位置
。4.
根据权利要求1所述的无碳小车前轮转向机构，其特征在于：所述推抵件包括沿环形方向设置在控制轮（1）外周面上的多个连续排布的控制片（9），不同的控制片（9）设置有不同的倾斜角度，所述受动件包括与转向齿轮（2）相啮合的齿条（
10
）以及设置在齿条（
10
）后端面上的随动件，所述控制轮（1）带动所有的控制片（9）运动时，不同位置的控制片（9）能够轮流推抵随动件以使随动件的位置移动，进而带动所述齿条（
10
）平移，从而使得所述转向齿轮（2）转动并进而带动前轮（3）转动以实现转向
。5.
根据权利要求4所述的无碳小车前轮转向机构，其特征在于：所述随动件包括沿齿条（
10
）长度方向均匀间隔设置的多个等距槽（
11
），所述齿条（
10
）安装在滑轨上，所述控制片（9）能够在做圆周运动的过程中穿过等距槽（
11

【专利技术属性】
技术研发人员：邱飒蔚，周小桃，孙龙涛，王世宏，王思宇，罗佳豪，徐立铭，刘杰，岳焕宇，
申请(专利权)人：湖南工学院，
类型：发明
国别省市：