[发明专利]具有空挡滑行机构并可智能避障的无碳小车

说明书

本发明公开了一种具有空挡滑行机构并可智能避障的无碳小车，包括：底板；动力机构，其包括支撑架、砝码、牵引线、绕线座；传动机构，其包括第一传动轴、第二传动轴、行走轴、绕线轴、一级传动大齿轮、一级传动小齿轮、二级传动大齿轮、一对行走后轮、二级传动小齿轮，所述一级传动大齿轮与一级传动小齿轮相互啮合，所述二级传动大齿轮与二级传动小齿轮相互啮合；空挡滑行机构，其包括编码器、换挡舵机、单片机、空挡盘；避障机构，其包括多个红外测距传感器、转向舵机。本发明的无碳小车具有在下坡时能够节省重力势能并在运行时能智能避障，保证小车匀速行进，运行平稳的优点。

技术领域

本发明涉及智能车辆技术领域。更具体地说，本发明涉及一种具有空挡滑行机构并可智能避障的无碳小车。

背景技术

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,无碳小车是以重力势能驱动的具有方向控制功能的自行小车；小车为三轮结构，具有转向控制机构，驱动小车行走的能量只能由给定的重力势能转换而来，不可使用其他的能量来源。给定重力势能为4焦耳(取g＝10m/s²)，竞赛时统一用质量为1kg铅垂下降来获得，落差400mm，重块落下后须被小车承载的砝码($50*65mm，普通碳钢)同小车一起运动，不允许从小车上掉落。但是现有技术的无碳小车在智能避障、变速、充分利用能量功能技术应用上不够完善，需要进一步研发和提升。

现有的无碳小车大多把线绕在锥形绕线器比以达到小范围内变矩的目的，从而实现上下坡功能，这种方式相对较机械，人为误差较大，而且绕线位置的误差太大，容易出现小车抵达坡道后，绕线位置尚未改变，小车停在坡道处的现象，现有的小车在整个下坡过程中，重物都在下降，增加了能量的损耗。本发明通过四个红外测距传感器，结合单片机的算法，及转向舵机可实现智能躲避障碍物；通过变矩绕线轴可实现上坡时力矩增大平稳上坡；通过编码器、单片机、换挡舵机、空档盘、单向轴承组成了一套空档机构可实现下坡时，砝码不掉落，保存能量的功能。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种具有空挡滑行机构并可智能避障的无碳小车，具有能够智能躲避障碍、节省重力势能、使小车匀速行进等优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种具有空挡滑行机构并可智能避障的无碳小车，无碳小车为三轮小车，包括：底板；动力机构，其包括支撑架、砝码、牵引线、绕线座，所述支撑架固定于所述底板的中部，所述砝码通过牵引线连接并自由竖直位于支撑架内部，所述绕线座固定于所述支撑架的顶端；传动机构，其包括通过轴承座固定于所述底板后部的第一传动轴、第二传动轴、行走轴，所述第一传动轴上固定套设有绕线轴和一级传动大齿轮且绕线轴位于第一传动轴的中部，所述第二传动轴上分别固定套设有一级传动小齿轮和二级传动大齿轮，所述行走轴两端通过单向轴承连接有一对行走后轮且行走轴上还固定套设有二级传动小齿轮，所述一级传动大齿轮与一级传动小齿轮相互啮合，所述二级传动大齿轮与二级传动小齿轮相互啮合，所述牵引线一端固定在砝码上、另一端经过绕线座绕在绕线轴上；空挡滑行机构，其包括编码器、换挡舵机、单片机、空挡盘，所述编码器的轴上固定套设有编码器齿轮，其与所述二级传动小齿轮啮合，所述单片机与编码器和换挡舵机分别电连接，所述空挡盘固定套设在行走轴上，且所述空挡盘沿其周向均匀间隔固定有多个圆柱凸起，所述换挡舵机通过支架固定于底板上且设置为靠近所述空挡盘的凸起。

优选的是，所述支撑架包括多根支撑杆，其呈圆周状均匀分布在底板中部且构成的圆周直径略大于砝码直径。

优选的是，所述支撑架顶端固定有环形上环，所述绕线座包括一对滑轮和绕线杆，所述绕线杆水平固定在环形上环上，其一端朝向支撑架的中心、另一端位于绕线轴的正上方，一对滑轮分别固定于绕线杆的两端。

优选的是，所述绕线轴的中部为细轴，两端为粗轴，粗轴的直径大于细轴的直径，且粗轴紧挨细轴的环形面具有缺口。