[实用新型]一种基于凸轮的可调式双8字轨迹无碳小车

说明书

本实用新型涉及一种基于凸轮的可调式双8字轨迹无碳小车，小车主要由前叉、前轮、后轮(主动轮及从动轮)、滚动轴承、定滑轮、滑轮架、重锤、固定盘、重锤挡板、绕线盘、车架、细绳、法兰盘轴承、主动齿轮、从动齿轮、凸轮、绕线轴、前轴、后轴、小车导杆、螺栓及六角螺母等零件构成，包括凸轮机构、齿轮传动机构、控制转向机构及轨迹微调机构。无碳小车由齿轮传动驱动车体，通过凸轮可调整双8字轨迹的半径、形状及曲率，以达到对不同粗糙度场地与不同障碍物间距的良好适应性。基于赛事要求，小车可通过调整齿轮传动比与凸轮外形，提高能量利用率及轨迹容错率，增大轨迹重复度，行驶出更多双8字轨迹。

技术领域

本实用新型涉及教学用的一种基于凸轮的可调式双8字轨迹无碳小车。

背景技术

双8字轨迹无碳小车作为第六届全国大学生工程训练综合能力竞赛的一种新型车种，其由1kg重锤在400mm高度处下降提供能量，驱动车体行驶出规定轨迹。不同于往届单8字轨迹要求，此双8字轨迹要求无碳小车具有更高的轨迹重复度及更大的容错率。目前，无碳小车设计普遍具有以下难点：难达到较小障碍物间距的赛道要求，装配应力大，无法自动适应大阻力赛道，小车能量转换率低，行驶轨迹不规范。基于以上难点，设计应尽量压缩车体体积、调整车体结构布局及减小车体装配应力，使其能在拆装环节后，尽可能不影响小车轨迹，能适应不同障碍物间距的赛道。

结合目前全国各省市比赛情况可知，双8字小车的设计存在诸多不足，传统型的传动机构及转向机构(如曲柄摇杆机构、槽轮机构等)对所达到的轨迹重复度及容错率不高，能量利用率极低，表现不如人意。

实用新型内容

针对目前双8字轨迹无碳小车在不同半径、形状及曲率的轨迹适应性上不足的问题，本实用新型所涉及的双8字轨迹无碳小车能解决轨迹适应性不足的问题，同时，能提高小车能量利用率，提高轨迹重复度。

为解决上述问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种以凸轮为控制转向机构、齿轮为传动机构的可调式双8字轨迹无碳小车。其主要结构为：凸轮机构，齿轮传动机构，控制转向机构，轨迹微调机构。其总体零件包括前叉，滚动轴承，前轮，螺栓，导杆，六角螺母，车架，重锤挡板，法兰盘轴承，齿轮(两对：一对啮合于前轴与绕线轴，一对啮合于后轴与前轴)，后轮(主动轮及从动轮)，凸轮，轴套，前轴，绕线轴，后轴，碳素杆，尼龙绳，绕线盘，橡皮筋，重锤，定滑轮，滑轮架，小轴承。

其整体装配结构为：前叉与车架间通过轴承连接，前轮与前叉通过轴承嵌套在前轮两侧的方式连接，同时在前叉前端钻孔、攻丝，用螺丝固定上述前叉和轴承。导杆与前叉顶部相连，在导杆头部钻孔、攻丝，通过螺栓连接上述导杆与前叉，导杆上设有系在前轴上的橡皮筋，能使导杆顺利回转，避免轨迹方向偏移。四根小碳素杆固连于车架，大碳素杆上下两端以过盈配合的方式分别与小车车架及滑轮架相固连，小碳素杆下端以过盈配合的方式与车架固连，滑轮架与定滑轮间通过螺栓将定滑轮固定在滑轮架中部，定滑轮中装有小轴承，可以绕螺栓滚动，尼龙绳一端与重锤相连，一端与绕线轴上绕线盘相连，绕线轴与车架间通过法兰盘轴承相连，绕线轴与齿轮一通过紧定螺栓连接，前轴与齿轮二以相同方式连接，绕线轴与前轴通过齿轮一和齿轮二啮合连接，前轴安装方式与绕线轴相同，前轴左端通过轴套与齿轮三相连，前轴右端通过轴套与凸轮相连，前轴与后轴通过齿轮三与齿轮四啮合连接，齿轮四经钻孔、攻丝后通过螺栓固定于后轴，后主动轮、后从动轮轴心与后轴轴心保持一致，与轴套装配后通过螺栓连接分别固定于后轴左右两端。四根小碳素杆通过固定环固定位置，使重锤沿小碳素杆下降不与碳素杆接触，通过尼龙绳传递动力，再通过齿轮传动使小车运动。

在上述凸轮机构中，凸轮与轴套在钻孔、攻丝后，通过螺栓和六角螺母连接。轴套周向进行钻孔、攻丝，用螺栓将轴套固定于前轴左端，前轴左端经线切割剖成平面槽，便于螺栓固定而不打滑。车体前端圆孔与前轴轴心对齐，经法兰盘轴承配合后装配，保证前轴与凸轮间能同轴转动。通过调整凸轮的形状、半径及弧形段对应角度便可优化双8字轨迹的形状、大小及曲率。