[实用新型]一种无碳小车动滑轮能量回收机构

说明书

技术领域

本实用新型涉及重力势能驱动的无碳小车技术领域，具体涉及一种无碳小车动滑轮能量回收机构。

背景技术

随着经济的不断发展，绿色环保成为人们日益关注的话题，开发新型节能汽车成为社会长远发展的迫切需求，研究重力势能驱动的无碳小车可为其探索寻找方法。根据第五届全国工程训练综合能力竞赛要求，无碳小车需实现要障碍识别、轨迹判断、自动转向功能以及对上坡和下坡具有速度控制的制动功能。目前已有的竞赛类无碳小车大多采用齿轮传动，要求较高的制造成本和安装精度，传动复杂，易出现上坡变速不平稳的状况。并且现有的无碳小车下坡时多采用摩擦片刹车的方式减速，不具备下坡能量回收功能，能量损失大，从而使得在重力势能一定的情况下，小车行驶距离受限。

发明内容

本实用新型目的在于，针对目前无碳小车传动复杂，能量损失大，不具备下坡能量回收功能的问题，提供一种无碳小车动滑轮能量回收机构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种无碳小车动滑轮能量回收机构，包括牵引细绳，动滑轮，链接细绳，传动轴，固定绕线筒，滑动绕线筒总成，同步环总成和舵机总成。所述传动轴上设置有固定绕线筒和滑动绕线筒，链接细绳绕过动滑轮，两端分别缠绕在固定绕线筒和滑动绕线筒上，重物通过牵引细绳绕过定滑轮与动滑轮相连，通过重物下降，拉动动滑轮上升，使固定绕线筒或滑动绕线筒和传动轴同步旋转，从而驱动小车前进。

优选地，所述传动轴两端分别安装有主动轮和从动轮，所述主动轮通过右轴套与传动轴固定连接，所述从动轮通过左轴套和位于左轴套里的两个深沟球轴承与传动轴实现独立运动，使小车转动灵活。

优选地，所述固定绕线筒与传动轴固连，细绳产生的力矩直接驱动小车行走。所述固定绕线筒绕绳半径大小具体数值为，当重物下落拉动动滑轮上升，仅以固定绕线筒作为动力输入时小车能以适当速度水平前行的绕绳半径大小。

优选地，所述滑动绕线筒总成包括滑动绕线筒、水平同步支柱、套筒和两个深沟球轴承。所述水平同步支柱安装在滑动绕线筒左端面，用于与同步环的垂直同步支柱结合传递扭矩，所述套筒安装在滑动绕线筒右边，用于定位滑动绕线筒有极限位置，所述两个深沟球轴承平行安装在滑动绕线筒中心，内圈与传动轴间隙配合，外圈与滑动绕线筒过盈配合，可使滑动绕线筒和轴承整体与传动轴发生相对转动和轴向滑动。

更优选地，所述滑动绕线筒的绕绳半径应比固定绕线筒的绕绳半径大，且所述滑动绕线筒绕绳半径大小具体数值为，当重物下落拉动动滑轮上升，以固定绕线筒和滑动绕线筒同时作为动力输入时小车能以适当速度上坡前行的绕绳半径大小，所述滑动绕线筒的初始绕绳圈数为小车能恰好走完上坡路程的绕绳圈数，从而使下坡时细绳反绕，实现能量回收的功能。

优选地，所述同步环总成包括同步环和垂直同步支柱，所述同步环位于所述滑动绕线筒左端，与传动轴固连，所述垂直同步支柱周向分布于所述同步环，使水平同步支柱更易于与其结合。所述水平同步支柱和垂直同步支柱具体数量分别为4，使换挡结合可靠。

优选地，所述舵机总成包括舵机和舵机臂，所述舵机用于控制固定绕线筒或滑动绕线筒与传动轴之间的动力切断与结合，满足小车的不同路段行驶需求，以及实现小车下坡时回收能量的功能。所述舵机臂为U字型，U槽与滑动绕线筒两圆端面间隙配合，换挡灵活。

更优选地，所述舵机臂的位置具有如下特点，在滑动绕线筒与同步环结合并和传动轴同步运动时，所述舵机臂不干扰所述滑动绕线筒和同步环的运动；在滑动绕线筒与同步环分离时，所述舵机臂与滑动绕线筒的水平同步支柱发生干涉，使滑动绕线筒与舵机一起相对于底板保持相对静止，滑动绕线筒不为传动轴传动动力。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.采用非齿轮传动结构，重物通过牵引细绳连接动滑轮，绕过动滑轮的链接细绳两端分别缠绕在固定绕线筒和滑动绕线筒上，平路行驶时，仅由固定绕线筒传递动力驱动小车前进，.上坡时，舵机控制滑动绕线筒与同步环结合，由固定绕线筒和滑动绕线筒共同传递动力，使小车获得大力矩上坡，使无碳小车传动结构简单化，上坡变速平稳，降低了制造成本和安装精度。

2.下坡时，滑动绕线筒上的缠绕细绳消耗完毕，由于在坡道上小车重力势能向下分力的驱动下，小车继续下滑，带动滑动绕线筒上的细绳开始相对于之前绕绳方向反向绕绳，由于固定绕线筒比滑动绕线筒小，所以滑动绕线筒将重物反向提升，从而实现能量回收，使无碳小车具备下坡能量回收能力，减小能量损失，增加小车行驶距离。