[实用新型]走“8”字形轨迹的无碳小车

说明书

技术领域

本实用新型属于无碳小车技术领域，具体涉及一种走“8”字形轨迹的无碳小车。

背景技术

无碳小车是一种不需要消耗燃料和电池存储的能源，仅仅依靠重锤下落过程中生成的机械势能产生动力而驱动行驶的小车，近年来已经作为大学生科技创新竞赛的指定制作题目。制作题目通常为要求给定一重力势能，根据能量转换原理，设计一种可将该重力势能转换为机械能并可用来驱动小车行走、转向的机械装置，使小车在前行时能够自动避开赛道上设置的障碍物。

自动行走“8”字轨迹小车是全国大学生工程训练综合能力大赛的竞赛命题，要求在给定重力势能的前提下，设计一种能够自动行走“8”字轨迹的小车。现有的无碳小车结构复杂，加工困难，相应的成本也比较高；有些调节精度不是很高，导致小车运行轨迹失准；有些机构比较笨重，不仅增加了小车的本身质量，在运动过程中还增加了能量的损耗，使其不能完成比赛。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种走“8”字形轨迹的无碳小车。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种走“8”字形轨迹的无碳小车，包括车架和设置在车架上的用于驱动后轮行进的驱动机构、用于控制前轮转向的转向机构；

车架的前端设置有位置可调的前轮机构，所述前轮机构包括前轮固定支架、前轮移动支架、立轴、前轮叉架和前轮，前轮固定支架固定在车架上，前轮移动支架通过两个光杆和一个微分头与前轮固定支架连接，立轴通过轴套转动设置在前轮移动支架中，立轴的底端通过前轮叉架安装前轮；所述微分头、光杆相平行设置，微分头位于两个光杆的中心，通过调节微分头实现调节前轮移动支架与前轮固定支架之间的距离，进而调节立轴、前轮叉架和前轮的位置调节；在立轴上套设有传动齿轮，通过驱动传动齿轮带动立轴旋转，进而实现立轴带动前轮转向；

车架的后端设置有后轮轴，后轮轴两端安装有后轮，后轮轴上设置有差速器，

在车架上设置有主动轴，主动轴上固定安装有绕线塔轮和驱动主动齿轮，所述驱动主动齿轮与后轮轴上的差速器的从动齿轮啮合，势能块通过柔性绳索绕过定滑轮与绕线塔轮连接，势能块下落时通过柔性绳索带动绕线塔轮和主动轴转动，为主动轴提供驱动力；所述主动轴、主动轴上驱动主动齿轮、后轮轴上的差速器构成驱动后轮行进的驱动机构，当势能块带动主动轴转动时，主动轴上的驱动主动齿轮通过差速器带动后轮轴转动，实现对后轮的驱动；

在主动轴的一端还固定设置有转向主动齿轮，该转向主动齿轮与一转向从动齿轮啮合，转向从动齿轮通过转轴连接一凸轮，凸轮与转向齿条的一端连接，所述转向齿条水平滑动设置在车架上的支撑板上，转向齿条的另一端与前轮机构的立轴上的传动齿轮啮合，所述转向主动齿轮、转向从动齿轮、转轴、凸轮、转向齿条和立轴上的传动齿轮构成控制前轮转向的转向机构，主动轴运转时，转向主动齿轮驱动转向从动齿轮运动，转向从动齿轮通过转轴带动凸轮同步转动，凸轮驱动齿条前后运动，齿条的前端通过传动齿轮驱动立轴转动，从而实现前轮的转向，通过凸轮的异形轨迹，使小车在行进过程中走出“8”字形轨迹。

在上述技术方案中，车架上竖直设置有立筒，立筒顶端通过支架设置定滑轮，在立筒内设置有势能块；立筒筒壁上设置有用于放入势能块的开口。

在上述技术方案中，所述凸轮具有一圈用于控制小车运动轨迹的异形轮廓，转向齿条的端部设置有滚轮，转向齿条的滚轮与凸轮的异形轮廓滚动配合。

在上述技术方案中，支撑板由两个立板组成，两个立板之间安装有四个滚轮，所述转向齿条通过四个滚轮水平滑动安装在两个立板之间，转向齿条的上、下面分别安装两个滚轮，以保证转向齿条可以沿其长向水平滑动。

在上述技术方案中，所述绕线塔轮由多层不同直径的绕线轮组成。

在上述技术方案中，绕线塔轮包括直径为10mm的第一层绕线轮、直径为15mm的第二层绕线轮、直径为20mm的第三层绕线轮、直径为25mm的第四层绕线轮、直径为30mm的第五层绕线轮；绕线时，先绕几圈直径为10mm的第一层绕线轮，然后绕几圈直径为15mm的第二层绕线轮，然后绕几圈直径为20mm的第三层绕线轮，然后跨过直径25mm的第四层绕线轮直接绕几圈30mm的第五层绕线轮，然后再绕几圈25mm的第四层绕线轮，最后再绕几圈30mm的第五层绕线轮。

本实用新型的优点和有益效果为：