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一種具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的無碳自行小車的制作方法

文檔序號(hào):8518640閱讀:446來源:國(guó)知局
一種具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的無碳自行小車的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域,具體涉及一種具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的無碳自行小車。
【背景技術(shù)】
[0002]以重力勢(shì)能驅(qū)動(dòng)的具有方向控制功能的自行小車是第四屆全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽題目,要求給定一重力勢(shì)能,根據(jù)能量轉(zhuǎn)換原理,設(shè)計(jì)一種可將該重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并可用來驅(qū)動(dòng)小車行走的裝置,該自行小車在前進(jìn)時(shí)能夠自動(dòng)避開賽道上設(shè)置的等間距障礙物。大賽的評(píng)比標(biāo)準(zhǔn)包括勢(shì)能轉(zhuǎn)化效率和成本控制。現(xiàn)有的無碳小車存在轉(zhuǎn)向控制不準(zhǔn)確、機(jī)構(gòu)復(fù)雜、適應(yīng)性差、加工成本高等一系列缺點(diǎn)導(dǎo)致無法投入生產(chǎn)應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與缺陷,本發(fā)明的目在于提供一種具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的無碳自行小車,該車加工成本低、能量利用率高,且控制精準(zhǔn)可靠、車身質(zhì)量輕、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、行駛穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保。
[0004]實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是:一種具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的無碳自行小車,由底盤、原動(dòng)機(jī)構(gòu)、單輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪組件組成,所述的原動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在底盤的中后部位置,凸輪推桿機(jī)構(gòu)安裝在底盤的前部,導(dǎo)向輪組件安裝在底盤的前中部,所述底盤包括底板、推桿支撐架、主動(dòng)軸軸承座,所述的推桿支撐架安裝在底板前中部位于主動(dòng)軸軸承座之前;所述主動(dòng)軸軸承座平行安裝在底板中部;從動(dòng)軸軸承座對(duì)稱平行安裝在底板的最后端;重物支架安裝在兩組軸承座之間,重物支架橫梁與重物支架通過螺栓連接固定;
所述原動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑輪、重物、主動(dòng)軸、大齒輪,主動(dòng)軸中間部位為變徑錐體段,繞繩的一端固定在重物上,另一端通過滑輪纏繞在主動(dòng)軸的變徑錐體段,主動(dòng)軸通過深溝球軸承安裝在主動(dòng)軸軸承座上;
所述的單輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)軸、主動(dòng)輪、從動(dòng)輪,所述從動(dòng)軸18通過深溝球軸承安裝在從動(dòng)軸軸承座上,從動(dòng)軸的一端為螺紋端,通過螺紋配合與主動(dòng)輪固連,從動(dòng)輪通過帶軸承座的深溝球軸承繞從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn);
所述的凸輪推桿機(jī)構(gòu)由大齒輪側(cè)面的凹槽輪廓、抱卡、滾針軸承、前推桿、后推桿、推桿支撐架、搖桿、移轉(zhuǎn)副組成;銷釘與推桿采用螺紋連接,滾針軸承在銷釘?shù)牧硪欢伺c其過盈連接,并嵌入到凸輪形狀的凹槽輪廓中,前推桿與搖桿之間采用滑移運(yùn)動(dòng)副連接;
所述的導(dǎo)向輪組件由導(dǎo)向輪、導(dǎo)向輪軸、前叉組成,導(dǎo)向輪輪叉上安裝有導(dǎo)向輪輪軸,導(dǎo)向輪通過深溝球軸承繞導(dǎo)向輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩端采用彈性墊圈固定。
[0005]所述的推桿由前推桿和后推桿組成,前后推桿中間通過調(diào)節(jié)塊連接。
[0006]所述的大齒輪與主動(dòng)軸之間安裝有單向軸承。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)比較,本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于:
整個(gè)小車都是采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易加工的零部件,使得加工成本大幅度下降,并在很大程度上提高了加工效率;
采用齒輪傳動(dòng),傳遞平穩(wěn)可靠,能量損失少;
采用凹槽凸輪轉(zhuǎn)向的方式,比較曲柄連桿轉(zhuǎn)向方式,省去了鉸接等連接方式,使系統(tǒng)控制精準(zhǔn)可靠;
主要零部件采用3D塑料打印機(jī)完成制作,可重復(fù)性高、加工成本低且整車質(zhì)量輕。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明無碳自行小車結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明無碳自行小車凹槽凸輪結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明無碳自行小車調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明無碳自行小車移轉(zhuǎn)副結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明無碳自行小車底板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0010]實(shí)施例1
圖1為本發(fā)明一種具有自動(dòng)換向功能的無碳自行小車結(jié)構(gòu)示意圖,由導(dǎo)向輪軸1、導(dǎo)向輪2、前叉3、底板4、鎖緊螺母5、移轉(zhuǎn)副6、搖桿7、調(diào)節(jié)塊8、前推桿9、后推桿10、推桿支撐架11、滾針軸承12、抱卡13、主動(dòng)輪14、大齒輪15、小齒輪16、重物17、從動(dòng)軸18、深溝球軸承19、從動(dòng)輪20、軸承座21、主動(dòng)軸22構(gòu)成。
[0011]所述底盤包括底板4、推桿支撐架11、主動(dòng)軸軸承座21圖1所述的推桿支撐架11安裝在底板4前中部位于主動(dòng)軸軸承座之前;所述主動(dòng)軸軸承座21平行安11裝在底板4中部;從動(dòng)軸軸承座對(duì)稱平行安裝在底板4的最后端;重物支架安裝在兩組軸承座之間,重物支架橫梁與重物支架通過螺栓連接固定,該部分在說明書附圖中沒有畫來。
[0012]所述原動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑輪(沒有畫出來)、重物17、主動(dòng)軸22、大齒輪15,主動(dòng)軸22中間部位為變徑錐體段,繞繩的一端固定在重物17上,另一端通過滑輪纏繞在主動(dòng)軸22的變徑錐體段,主動(dòng)軸22通過深溝球軸承19安裝在主動(dòng)軸軸承座21上;所述的單輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)軸18、主動(dòng)輪14、從動(dòng)輪20,從動(dòng)軸18通過深溝球軸承安裝在從動(dòng)軸軸承座上,從動(dòng)軸18的一端為螺紋端,通過螺紋配合與主動(dòng)輪14固連,從動(dòng)輪20通過帶軸承座的深溝球軸承繞從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)。
[0013]見圖2,所述的凸輪推桿機(jī)構(gòu)由大齒輪15側(cè)面的凹槽輪廓、抱卡13、滾針軸承12、推桿、推桿支撐架11、搖桿7、移轉(zhuǎn)副6組成,圖4給了出移轉(zhuǎn)副6的結(jié)構(gòu);銷釘與推桿10采用螺紋連接,同時(shí)滾針軸承12在銷釘?shù)牧硪欢伺c其過盈連接,并嵌入到凸輪形狀的凹槽輪廓中,橡皮筋的作用是保證滾針軸承始終與凹槽內(nèi)邊沿接觸,推桿與搖桿7之間采用滑移運(yùn)動(dòng)副連接。
[0014]所述的導(dǎo)向輪組件由導(dǎo)向輪2、導(dǎo)向輪軸1、前叉3組成,導(dǎo)向輪輪叉上安裝有導(dǎo)向輪輪軸,導(dǎo)向輪通過深溝球軸承繞導(dǎo)向輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩端采用彈性墊圈固定。
[0015]見圖3,所述的推桿由前9、后推桿10組成,中間通過調(diào)節(jié)塊8連接。
[0016]所述的大齒輪15與主動(dòng)軸22之間安裝有單向軸承。
[0017]重物17通過定滑輪在自重作用下下落,帶動(dòng)主動(dòng)軸22轉(zhuǎn)動(dòng),主動(dòng)軸22帶動(dòng)大齒輪15轉(zhuǎn)動(dòng),大齒輪15與小齒輪16嚙合帶動(dòng)從動(dòng)軸18轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)小車的前行;同時(shí)滾針軸承12在大齒輪15端面的凹槽凸輪內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),通過抱卡13使推桿10做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),推桿通過移轉(zhuǎn)副6帶動(dòng)搖桿7做周期性擺動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有自動(dòng)換向功能的無碳自行小車,由底盤、原動(dòng)機(jī)構(gòu)、單輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪組件組成,所述的原動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在底盤的中后部位置,凸輪推桿機(jī)構(gòu)安裝在底盤的前部,導(dǎo)向輪組件安裝在底盤的前中部,其特征在于:所述底盤包括底板(4)、推桿支撐架(11)、主動(dòng)軸軸承座(21),所述的推桿支撐架(11)安裝在底板(4)前中部位于主動(dòng)軸軸承座之前;所述主動(dòng)軸軸承座(21)平行安裝在底板(4)中部;從動(dòng)軸軸承座對(duì)稱平行安裝在底板(4)的最后端;重物支架安裝在兩組軸承座之間,重物支架橫梁與重物支架通過螺栓連接固定; 所述原動(dòng)機(jī)構(gòu)包括滑輪、重物(17 )、主動(dòng)軸(22 )、大齒輪(15 ),主動(dòng)軸(22 )中間部位為變徑錐體段,繞繩的一端固定在重物(17)上,另一端通過滑輪纏繞在主動(dòng)軸(22)的變徑錐體段,主動(dòng)軸(22)通過深溝球軸承(19)安裝在主動(dòng)軸軸承座(21)上; 所述的單輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括從動(dòng)軸(18)、主動(dòng)輪(14)、從動(dòng)輪(20),所述從動(dòng)軸(18)通過深溝球軸承安裝在從動(dòng)軸軸承座上,從動(dòng)軸(18)的一端為螺紋端,通過螺紋配合與主動(dòng)輪(14)固連,從動(dòng)輪(20)通過帶軸承座的深溝球軸承繞從動(dòng)軸旋轉(zhuǎn); 所述的凸輪推桿機(jī)構(gòu)由大齒輪(15)側(cè)面的凹槽輪廓、抱卡(13)、滾針軸承(12)、推桿、推桿支撐架(11)、搖桿(7)、移轉(zhuǎn)副(6)組成;銷釘與推桿(10)采用螺紋連接,滾針軸承(12)在銷釘?shù)牧硪欢伺c其過盈連接,并嵌入到凸輪形狀的凹槽輪廓中,推桿與搖桿(7)之間采用滑移運(yùn)動(dòng)副連接; 所述的導(dǎo)向輪組件由導(dǎo)向輪(2)、導(dǎo)向輪軸(1)、前叉(3)組成,導(dǎo)向輪輪叉上安裝有導(dǎo)向輪輪軸,導(dǎo)向輪通過深溝球軸承繞導(dǎo)向輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩端采用彈性墊圈固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的無碳自行小車,其特征在于:所述的推桿由前推桿(9 )和后推桿(10 )組成,前后推桿中間通過調(diào)節(jié)塊(8 )連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有自動(dòng)轉(zhuǎn)向功能的無碳自行小車,其特征在于:所述的大齒輪(15)與主動(dòng)軸(22)之間安裝有單向軸承。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有自動(dòng)換向功能的無碳自行小車,由底盤、原動(dòng)機(jī)構(gòu)、單輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、凸輪推桿機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向輪組件組成,所述的原動(dòng)機(jī)構(gòu)固定在底盤的中后部位置,凸輪推桿機(jī)構(gòu)安裝在底盤的前部,導(dǎo)向輪組件安裝在底盤的前中部。本發(fā)明采用凹槽凸輪與推、搖桿部件準(zhǔn)確控制導(dǎo)向輪叉的擺動(dòng),實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向輪的周期性轉(zhuǎn)向,具有控制精準(zhǔn)、易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜軌跡平穩(wěn)運(yùn)行、同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
【IPC分類】A63H17-00, A63H17-36
【公開號(hào)】CN104841141
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510282832
【發(fā)明人】皇大偉, 孟程琳, 景新, 張軍昌, 鄧海濤
【申請(qǐng)人】西北農(nóng)林科技大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請(qǐng)日】2015年5月29日
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