阅读说明：本技术 一种弯头曲柄滑块机构的s型无碳小车 (S-shaped carbon-free trolley of elbow crank sliding block mechanism ) 是由 卫云昊 王娟 李海东 周宇 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车,属于机械设计技术领域。本发明包括底板装置、大齿轮装置、主动轮装置、从动轮装置、转向装置、推杆装置、前轮装置、支撑装置；大齿轮装置安装在底板装置后部,主动轮装置安装在底板装置一侧,从动轮装置安装在底板装置另一侧,转向装置、推杆装置安装在底板装置上,前轮装置安装在底板装置前部,前轮装置与推杆装置连接,支撑装置安装在底板装置中部。本发明弯头曲柄滑块机构来控制转向能增加小车的转向精度,使小车能精确的完成转向；小车重心更加居中,小车在行走和转弯的过程中重心稳定,能提高小车行走的稳定性；小车易启动行走；小车结构简单、易加工、易组装,便于推广应用。(The invention relates to an S-shaped carbon-free trolley of an elbow crank sliding block mechanism, and belongs to the technical field of mechanical design. The invention comprises a bottom plate device, a gearwheel device, a driving wheel device, a driven wheel device, a steering device, a push rod device, a front wheel device and a supporting device; the large gear device is installed at the rear part of the bottom plate device, the driving wheel device is installed at one side of the bottom plate device, the driven wheel device is installed at the other side of the bottom plate device, the steering device and the push rod device are installed on the bottom plate device, the front wheel device is installed at the front part of the bottom plate device, the front wheel device is connected with the push rod device, and the supporting device is installed in the middle of the bottom plate device. The elbow crank slide block mechanism controls steering to increase the steering precision of the trolley, so that the trolley can accurately finish steering; the center of gravity of the trolley is more centered, the center of gravity of the trolley is stable in the walking and turning processes, and the walking stability of the trolley can be improved; the trolley is easy to start and walk; the trolley has simple structure, easy processing and assembly and convenient popularization and application.)

一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车

技术领域

本发明涉及一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，属于机械设计技术领域。

背景技术

S型无碳小车是以砝码4焦耳的重力势能作为唯一能量转化为小车运动的动能、具有连续躲避障碍物功能轨迹为S形状的三轮结构小车，通过能量的转换可实现小车按照设计者预定的轨迹行驶。从本质上能强化人们对节能减排的理解，但当下的S型无碳小车的转向机构主要以曲柄摇杆的机械结构为主，从而出现了转向机构难以调节，转向不精准，重锤下落过程中易摇摆，行驶轨迹的参数难以计算以及难以优化等问题，致使小车行驶过程中易偏倒，能量传递效率低下，损耗较为严重。

发明内容

发明的目的是提供一种结构简单的弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车车，以解决目前小车在行进过程中易偏倒、重心不稳、S型轨迹不稳定等问题。

本发明按以下技术方案实现：一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，包括底板装置1、大齿轮装置2、主动轮装置3、从动轮装置4、转向装置5、推杆装置6、前轮装置7、支撑装置10；大齿轮装置2安装在底板装置1后部，主动轮装置3安装在底板装置1一侧，从动轮装置4安装在底板装置1另一侧，转向装置5、推杆装置6安装在底板装置1上，前轮装置7安装在底板装置1前部，前轮装置7与推杆装置6连接，支撑装置10安装在底板装置1中部，底板装置1包括轴承座Ⅰ8、 推杆座9、支撑装置10、转向轴承架11、底板12、轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16；轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13平行安装在底座12后部，轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16平行安装在底座12上，支撑装置10安装在底座12中部，推杆座9安装在底座12中部一侧，转向轴承架11安装在底座12前部，轴承座Ⅰ8上开设有轴承孔Ⅱ58，轴承孔Ⅱ58内安设有轴承Ⅱ59，轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16与轴承座Ⅰ8结构相同，推杆座9上部开设有推杆孔60，转向轴承架11中部开设有轴承沉孔68，轴承沉孔68内安设有轴承Ⅲ69，大齿轮装置2包括、螺母Ⅰ18、大齿轮19、绕线轮20、大齿轮轴21、一字转向块22、螺母 Ⅱ23；大齿轮轴21通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13上，大齿轮轴21两端分别开设有螺纹Ⅰ17、螺纹Ⅱ24，大齿轮19通过螺纹Ⅰ17、螺母Ⅰ18安装在大齿轮轴21一端，一字转向块22通过螺母 Ⅱ23、螺纹Ⅱ24安装在大齿轮轴21另一端，绕线轮20安装在大齿轮轴21上，主动轮装置3包括主动轮25、螺母Ⅲ26、主动轮轴27、小齿轮29；主动轮轴27通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅴ16上，主动轮轴27一端上开设有螺纹Ⅲ28，主动轮25通过螺母Ⅲ26、螺纹Ⅲ28配合安装在主动轮轴27一端，小齿轮29安装在主动轮轴27，大齿轮19与小齿轮29配合，从动轮装置4包括从动轮30、螺母Ⅳ31、从动轮轴70；从动轮轴70通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅳ15上，从动轮轴70另一端上开设有螺纹Ⅳ32，从动轮30通过螺母Ⅳ31、螺纹Ⅳ32配合安装在从动轮轴70另一端，转向装置5包括垂直转向块34、螺母Ⅴ35、垂直转向块轴36、螺母Ⅵ37；垂直转向块轴36两端分别开设有螺纹Ⅴ33、螺纹Ⅵ38，垂直转向块轴36通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅲ14上，垂直转向块轴36一端通过螺母Ⅵ37、螺纹Ⅵ38配合固定在轴承座Ⅲ14一侧，垂直转向块34通过螺纹Ⅴ33、螺母Ⅴ35配合安装在垂直转向块轴36另一端，推杆装置6包括推杆39、滑动柱40、连接块42、挡柱Ⅰ44、挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46、挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48；推杆39穿过推杆座9的推杆孔60，挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48分别安装在推杆39后部，挡柱Ⅴ48位于挡柱Ⅳ47后部，挡柱Ⅰ44安装在一字转向块22端部，挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46分别安装在垂直转向块34两端，挡柱Ⅴ48将挡柱Ⅰ44挡在其后部，挡柱Ⅳ47将挡柱Ⅱ45或挡柱Ⅲ46挡在其前部，滑动柱40安装在推杆39前部，连接块42一端开设有回形孔Ⅱ43，连接块42另一端上开设有回形孔Ⅰ41，连接块42一端通过回形孔Ⅱ43与滑动柱40配合连接在滑动柱40上，前轮装置7包括前轮叉49、螺母Ⅶ51、前轮52、前轮轴57；前轮叉49上部设有回形头50，前轮叉49上部穿过转向轴承架11的轴承Ⅲ69，前轮叉49上部通过回形头50、回形孔Ⅰ41配合与连接块42连接，前轮叉49下部开设有U形槽55，前轮轴57两端开设有螺纹Ⅶ56，前轮轴57通过螺纹Ⅶ56与螺母Ⅶ51配合安装在前轮叉49的U形槽55内，前轮52内开设有轴承孔Ⅰ53，轴承孔Ⅰ53内安设有轴承Ⅰ54，前轮52通过轴承Ⅰ54安装在前轮轴57上，支撑装置10包括支撑柱61、三角板62、滑轮架63、螺母Ⅷ65、滑轮轴66、滑轮67；支撑柱61底部安装在底板12上，三角板62安装在支撑柱61顶部，滑轮架63安装在三角板62底部，滑轮轴66两端开设有螺纹Ⅷ64，滑轮轴66通过螺纹Ⅷ64、螺母Ⅷ65配合安装在滑轮架63上。

一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车的工作原理为：用一根细线，一端系在质量为1千克的重锤上，另一端系在绕线轮20上，然后将细线通过滑轮67后绕在绕线轮20上直到重锤底部距离底板12的高度为400毫米为止，然后释放重锤，重锤在重力的作用下会向下运动带动绕线轮20转动，绕线轮20转动带动大齿轮轴21转动，大齿轮轴21转动带动大齿轮19转动，大齿轮19转动会带动小齿轮29转动，小齿轮29转动带动主动轮轴27转动，主动轮轴27转动会带动主动轮25转动，主动轮25转动从动轮30在地面上会跟着转动，这样，小车就可以在地面上运动了，小车的转向，大齿轮轴21转动还会带动一字转向块22转动，一字转向块22上的挡柱Ⅰ44会拨动挡柱Ⅴ48使得推杆39向前移动一段距离，这时挡柱Ⅳ47会拨动挡柱Ⅲ46使得垂直转向块34转动一定的角度，但是挡柱Ⅲ46一直位于挡柱Ⅳ47的右侧，当挡柱Ⅲ46边的一尖端与挡柱Ⅱ45接触后，会拨动垂直转向块34回转，使得推杆39向反方向移动一端距离，一字转向块22一直转动，推杆39就会做来回的平动，推杆39来回平动，前轮52就会做一定角度的来回转动。再加上小车在前进，这样小车就会走出设计者预设的S形轨迹。

本发明具有以下有益效果：

1、弯头曲柄滑块机构来控制转向能增加小车的转向精度，使小车能精确的完成转向；

2、这样设计小车重心更加居中，小车在行走和转弯的过程中重心稳定，能提高小车行走的稳定性；

3、小车易启动行走；

4、小车结构简单、易加工、易组装，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明的轴侧结构示意图；

图2为本发明的左视结构示意图；

图3为本发明的底板装置结构示意图；

图4为本发明的大齿轮装置结构示意图；

图5为本发明的主动轮装置结构示意图；

图6为本发明的从动轮装置结构示意图；

图7为本发明的转向装置结构示意图；

图8为本发明的推杆装置结构示意图；

图9为本发明的前轮装置结构示意图；

图10为本发明的轴承座结构示意图；

图11为本发明的推杆座结构示意图；

图12为本发明的支撑装置结构示意图；

图13为本发明的转向轴承架结构示意图。

图中各标号为：1：底板装置、 2：大齿轮装置、 3：主动轮装置、 4：从动轮装置、5：转向装置、 6：推杆装置、7：前轮装置 、8：轴承座Ⅰ、 9：推杆座、10：支撑装置、11：转向轴承架、12：底板、13：轴承座Ⅱ、14：轴承座Ⅲ、15：轴承座Ⅳ、16：轴承座Ⅴ、17：螺纹Ⅰ、18：螺母Ⅰ、19：大齿轮、20：绕线轮、21：大齿轮轴、22：一字转向块、23：螺母 Ⅱ、24：螺纹Ⅱ、25：主动轮、26：螺母Ⅲ、27：主动轮轴、28：螺纹Ⅲ、29：小齿轮、30：从动轮、31：螺母Ⅳ、32：螺纹Ⅳ、33：螺纹Ⅴ、34：垂直转向块、35：螺母Ⅴ、36：垂直转向块轴、37：螺母Ⅵ、38：螺纹Ⅵ、39：推杆、40：滑动柱、41：回形孔Ⅰ、42：连接块、43：回形孔Ⅱ、44：挡柱Ⅰ、45：挡柱Ⅱ、46：挡柱Ⅲ、47：挡柱Ⅳ、48：挡柱Ⅴ、49：前轮叉、50：回形头、51：螺母Ⅶ、52：前轮、53：轴承孔Ⅰ、54：轴承Ⅰ、55：U形槽、56：螺纹Ⅶ、57：前轮轴、58：轴承孔Ⅱ、59：轴承Ⅱ、60：推杆孔、61：支撑柱、62：三角板、63：滑轮架、64：螺纹Ⅷ、65：螺母Ⅷ、66：滑轮轴、67：滑轮、68：轴承沉孔、69：轴承Ⅲ、70：从动轮轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-13所示，一种弯头曲柄滑块机构的S型无碳小车，包括底板装置1、大齿轮装置2、主动轮装置3、从动轮装置4、转向装置5、推杆装置6、前轮装置7、支撑装置10；大齿轮装置2安装在底板装置1后部，主动轮装置3安装在底板装置1一侧，从动轮装置4安装在底板装置1另一侧，转向装置5、推杆装置6安装在底板装置1上，前轮装置7安装在底板装置1前部，前轮装置7与推杆装置6连接，支撑装置10安装在底板装置1中部，底板装置1包括轴承座Ⅰ8、 推杆座9、支撑装置10、转向轴承架11、底板12、轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16；轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13平行安装在底座12后部，轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16平行安装在底座12上，支撑装置10安装在底座12中部，推杆座9安装在底座12中部一侧，转向轴承架11安装在底座12前部，轴承座Ⅰ8上开设有轴承孔Ⅱ58，轴承孔Ⅱ58内安设有轴承Ⅱ59，轴承座Ⅱ13、轴承座Ⅲ14、轴承座Ⅳ15、轴承座Ⅴ16与轴承座Ⅰ8结构相同，推杆座9上部开设有推杆孔60，转向轴承架11中部开设有轴承沉孔68，轴承沉孔68内安设有轴承Ⅲ69，大齿轮装置2包括、螺母Ⅰ18、大齿轮19、绕线轮20、大齿轮轴21、一字转向块22、螺母 Ⅱ23；大齿轮轴21通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅰ8、轴承座Ⅱ13上，大齿轮轴21两端分别开设有螺纹Ⅰ17、螺纹Ⅱ24，大齿轮19通过螺纹Ⅰ17、螺母Ⅰ18安装在大齿轮轴21一端，一字转向块22通过螺母 Ⅱ23、螺纹Ⅱ24安装在大齿轮轴21另一端，绕线轮20安装在大齿轮轴21上，主动轮装置3包括主动轮25、螺母Ⅲ26、主动轮轴27、小齿轮29；主动轮轴27通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅴ16上，主动轮轴27一端上开设有螺纹Ⅲ28，主动轮25通过螺母Ⅲ26、螺纹Ⅲ28配合安装在主动轮轴27一端，小齿轮29安装在主动轮轴27，大齿轮19与小齿轮29配合，从动轮装置4包括从动轮30、螺母Ⅳ31、从动轮轴70；从动轮轴70通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅳ15上，从动轮轴70另一端上开设有螺纹Ⅳ32，从动轮30通过螺母Ⅳ31、螺纹Ⅳ32配合安装在从动轮轴70另一端，转向装置5包括垂直转向块34、螺母Ⅴ35、垂直转向块轴36、螺母Ⅵ37；垂直转向块轴36两端分别开设有螺纹Ⅴ33、螺纹Ⅵ38，垂直转向块轴36通过轴承Ⅱ59安装在轴承座Ⅲ14上，垂直转向块轴36一端通过螺母Ⅵ37、螺纹Ⅵ38配合固定在轴承座Ⅲ14一侧，垂直转向块34通过螺纹Ⅴ33、螺母Ⅴ35配合安装在垂直转向块轴36另一端，推杆装置6包括推杆39、滑动柱40、连接块42、挡柱Ⅰ44、挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46、挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48；推杆39穿过推杆座9的推杆孔60，挡柱Ⅳ47、挡柱Ⅴ48分别安装在推杆39后部，挡柱Ⅴ48位于挡柱Ⅳ47后部，挡柱Ⅰ44安装在一字转向块22端部，挡柱Ⅱ45、挡柱Ⅲ46分别安装在垂直转向块34两端，挡柱Ⅴ48将挡柱Ⅰ44挡在其后部，挡柱Ⅳ47将挡柱Ⅱ45或挡柱Ⅲ46挡在其前部，滑动柱40安装在推杆39前部，连接块42一端开设有回形孔Ⅱ43，连接块42另一端上开设有回形孔Ⅰ41，连接块42一端通过回形孔Ⅱ43与滑动柱40配合连接在滑动柱40上，前轮装置7包括前轮叉49、螺母Ⅶ51、前轮52、前轮轴57；前轮叉49上部设有回形头50，前轮叉49上部穿过转向轴承架11的轴承Ⅲ69，前轮叉49上部通过回形头50、回形孔Ⅰ41配合与连接块42连接，前轮叉49下部开设有U形槽55，前轮轴57两端开设有螺纹Ⅶ56，前轮轴57通过螺纹Ⅶ56与螺母Ⅶ51配合安装在前轮叉49的U形槽55内，前轮52内开设有轴承孔Ⅰ53，轴承孔Ⅰ53内安设有轴承Ⅰ54，前轮52通过轴承Ⅰ54安装在前轮轴57上，支撑装置10包括支撑柱61、三角板62、滑轮架63、螺母Ⅷ65、滑轮轴66、滑轮67；支撑柱61底部安装在底板12上，三角板62安装在支撑柱61顶部，滑轮架63安装在三角板62底部，滑轮轴66两端开设有螺纹Ⅷ64，滑轮轴66通过螺纹Ⅷ64、螺母Ⅷ65配合安装在滑轮架63上。