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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410731285.6 (22)申请日 2014.12.05 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 105709425 A (43)申请公布日 2016.06.29 (73)专利权人 广西师范大学 地址 541004 广西壮族自治区桂林市七星 区育才路15号 (72)发明人 黎孟珠 莫心幸 梁民群 (74)专利代理机构 桂林市华杰专利商标事务所 有限责任公司 45112 代理人 杨雪梅 (51)Int.Cl. A63H 17/00(2006.01) A63H 17。
2、/26(2006.01) A63H 31/06(2006.01) (56)对比文件 CN 204246835 U,2015.04.08,权利要求1. 审查员 顾维维 (54)发明名称 低摩擦无碳小车 (57)摘要 本发明公开了一种低摩擦无碳小车， 包括车 架、 转向轮和驱动轮， 转向轮和驱动轮在同一直 线上， 车架的下方中部左、 右对称设有从动轮； 车 架上设有支架， 支架顶端的固定架上设有定滑 轮， 其内部设置势能块； 车架上还设有第一转轴 和第二转轴， 第一转轴为阶梯轴， 由直径大小不 同的两段圆柱轴构成， 通过两端支架固定在车架 上， 设在支架内部的势能块连接柔性线绳与定滑 轮和第一转轴。
3、的小圆柱轴连接； 第二转轴与驱动 轮刚性连接， 第二转轴的直径小于第一转轴的大 圆柱轴的直径， 第二转轴上缠绕有柔性线绳， 第 二转轴通过柔性线绳与第一转轴的大圆柱轴连 接。 本小车质量中心基本处于小车的几何结构中 心， 减小从动轮的支撑力， 有利于减小与地面的 摩擦力。 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 CN 105709425 B 2018.01.19 CN 105709425 B 1.低摩擦无碳小车， 包括车架、 转向轮和驱动轮， 其特征是： 转向轮设在车架下方前部的中间， 驱动轮设在车架下方后部的中间， 转向轮和驱动轮 在同一直线上； 在车架的下方中部左、 右对称设有从动轮， 从动。
4、轮与车架之间设有弹簧； 在车架上设有由三根圆杆组成的支架， 支架的底端固定在车架上， 顶端通过固定架固 定， 固定架上设有定滑轮， 支架的形心处在小车的重心位置上， 在支架的内部设置势能块； 势能块设置在转向轮和驱动轮的两点构成的直线上， 驱动轮转动与地面间产生的摩擦 力方向正对势能块重心的投影点； 车架上还设有第一转轴和第二转轴， 第一转轴为阶梯轴， 由直径大小不同的两段圆柱 轴构成， 通过两端支架固定在车架上， 设在支架内部的势能块连接柔性线绳与定滑轮和第 一转轴的小圆柱轴连接； 第二转轴与驱动轮刚性连接， 第二转轴的直径小于第一转轴的大圆柱轴的直径， 第二 转轴上缠绕有柔性线绳， 第二转。
5、轴通过柔性线绳与第一转轴的大圆柱轴连接。 权 利 要 求 书 1/1 页 2 CN 105709425 B 2 低摩擦无碳小车 技术领域 0001 本发明涉及无碳小车， 具体是一种低摩擦无碳小车。 背景技术 0002 现有的无碳小车大多在前面设置一个转向轮， 后面设有两个规格一样的驱动轮； 也有在后面设置一个转向轮， 前面设置两个规格一样的驱动轮。 由于受到结构及加工成本 的限制， 两个驱动轮仅是简单地用一根轴刚性连接起来， 少见设有差速器的。 上述结构的无 碳小车在转弯过程中， 由于两个驱动轮转速相同而前进速度不一致导致与地面产生较大的 摩擦力， 内侧驱动轮后滑， 外侧驱动轮前滑。 无碳小车。
6、竞赛中， 小车在前进过程中转弯较多。 因此， 刚性连接的两个驱动轮在前进过程中转速相同而走过距离不相等， 内弯道距离小， 外 弯道距离大， 这样两个驱动轮与地面都产生较大的摩擦力， 而这种摩擦力通过积累将严重 影响到前进的距离， 减小了竞争力。 发明内容 0003 本发明的目的是针对现有技术的不足， 而提供一种低摩擦无碳小车， 整车的质量 中心基本处于小车的几何结构中心， 减小从动轮的支撑力， 有利于减小其与地面的摩擦力。 0004 实现本发明目的的技术方案是： 0005 一种低摩擦无碳小车， 包括车架、 转向轮和驱动轮， 与现有技术不同的是： 转向轮 设在车架下方前部的中间， 驱动轮设在车架。
7、下方后部的中间， 转向轮和驱动轮在同一直线 上； 在车架的下方中部左、 右对称设有从动轮， 从动轮与车架之间设有弹簧； 在车架上设有 由三根圆杆组成的支架， 支架的底端固定在车架上， 顶端通过固定架固定， 固定架上设有定 滑轮， 支架的形心处在小车的重心位置上， 支架的内部设置势能块； 车架上还设有第一转轴 和第二转轴， 第一转轴为阶梯轴， 由直径大小不同的两段圆柱轴构成， 通过两端支架固定在 车架上， 设在支架内部的势能块连接柔性线绳与定滑轮和第一转轴的小圆柱轴连接； 第二 转轴与驱动轮刚性连接， 第二转轴的直径小于第一转轴的大圆柱轴的直径， 第二转轴上缠 绕有柔性线绳， 第二转轴通过柔性线。
8、绳与第一转轴的大圆柱轴连接。 0006 本发明低摩擦无碳小车的转向机构采用现有技术。 0007 本发明低摩擦无碳小车， 转向轮和驱动轮在同一直线上， 在车架的中部左、 右对称 设有从动轮， 这样小车在转弯时仅靠某一个从动轮参与工作， 从而形成三点一面的支撑结 构， 可提高小车行使的稳定性。 无碳小车的势能块在地球引力作用下缓慢下行， 势能块连接 的柔性线绳通过定滑轮将势能块的下行运动转变为线位移运动作为促动驱动轮的动力源。 本发明的特点是整车质量中心基本处于小车的几何结构中心， 减小从动轮的支撑力， 有利 于减小与地面的摩擦力。 0008 现有无碳小车促动驱动轮的技术方案是： 通过与势能块连接。
9、的柔性线绳带动与其 相连的转轴转动， 然后通过一级 （或多级） 增速增距齿轮促动驱动轮。 由于无碳小车竞赛组 委会规定势能块下行的距离是固定的 （如400mm） ， 为增加小车的行驶距离多数采用直径较 说 明 书 1/3 页 3 CN 105709425 B 3 大的增速齿轮和驱动轮， 由于这些增速齿轮和驱动轮受制于产品数量及加工工艺， 整个零 件的平面度、 质量中心与轴心的重合度的误差较大， 增大了这些零件转动时的振动量， 影响 整车的行驶距离。 0009 本发明无碳小车： 没有增速齿轮， 通过两个直径大小不同的转轴上缠绕的柔性线 绳来达到利用有限的驱动能量来增加圆周线速度， 达到增长行使距。
10、离的效果。 第一转轴为 阶梯轴， 由直径大小不同的两段圆柱轴构成， 其小圆柱轴上缠绕有足够多圈的柔性线绳直 接与缓慢下行势能块相连， 通过释放缠绕在小圆柱轴上的柔性线绳把势能块下行运动变为 此轴的转动； 同时此轴上的大圆柱轴上连接另一根柔性线绳， 此柔性线绳与第二转轴上缠 绕的柔性线绳为一体， 第二转轴的直径小于第一转轴的大轴。 同理也是通过第一转轴的转 动大圆柱轴收紧柔性线绳， 第二转轴放柔性线绳来实现增加车轮转速来实现增加行使距离 的目的。 0010 本发明的优点： 0011 1、 只在车架后部中间设有一个驱动轮， 避免了左、 右各设一个驱动轮通过刚性连 接导致在转弯时因左、 右车轮行驶速。
11、度不一致而对地面产生较大的摩擦力， 减少了此摩擦 力对势能块存贮重力势能的消耗， 有利于依靠有限的重心势能来获得整车较长的行驶距 离。 0012 2、 利用大小不同的转轴缠绕柔性线绳的收放来实现增速增距， 取消齿轮增速机 构， 有利于减小对加工精度的要求， 简化加工工艺， 节约加工成本， 避免了增速齿轮机构的 齿轮间啮合摩擦力， 方便调整增速比。 0013 3、 重力势能块设置在转向轮和驱动轮的两点构成的直线上， 驱动轮转动与地面间 产生的摩擦力方向正对势能块重心的投影点， 减小了驱动力对整车质量中心产生的转向力 矩， 提高了整车的行驶稳定性。 0014 4、 左、 右各设一个从动轮， 抵抗转。
12、弯时形成的离心力产生的侧倒力矩， 保证正确的 行驶轨迹。 附图说明 0015 图1为本发明的俯视图； 0016 图2为本发明的左视图。 0017 图中， 1.转向轮 2.驱动轮 3.左从动轮 4.右从动轮 5.弹簧 6.势能块 7.定滑轮 8.第一转轴 8-1.小圆柱轴 8-2.大圆柱轴 9.柔性线绳 10.第二转轴 11.车架 12.支架。 具体实施方式 0018 下面结合附图对本发明内容作进一步的说明， 但不是对本发明的限定。 0019 参照图1-2， 一种低摩擦无碳小车， 包括车架11、 转向轮1和驱动轮2， 转向轮1设在 车架11下方前部的中间， 驱动轮2设在车架11下方后部的中间， 。
13、转向轮1和驱动轮2在同一直 线上； 在车架11的下方中部左、 右对称设有左从动轮3和右从动轮4， 从动轮与车架11之间设 有弹簧5； 在车架11上设有由三根圆杆组成的支架12， 支架12的底端固定在车架11上， 顶端 通过固定架固定， 固定架上设有定滑轮7， 支架12的形心处在小车的重心位置上， 支架12的 内部设置势能块6； 车架11上还设有第一转轴8和第二转轴10， 第一转轴8为阶梯轴， 由直径 说 明 书 2/3 页 4 CN 105709425 B 4 大小不同的两段圆柱轴构成， 通过两端支架固定在车架11上， 设在支架11内部的势能块6连 接柔性线绳9与定滑轮7和第一转轴8的小圆柱轴8-1连接； 第二转轴10与驱动轮2刚性连接， 第二转轴10的直径小于第一转轴8的大圆柱轴8-2的直径， 第二转轴10上缠绕有柔性线绳9， 第二转轴10通过柔性线绳9与第一转轴8的大圆柱轴8-2连接。 说 明 书 3/3 页 5 CN 105709425 B 5 图1 说 明 书 附 图 1/2 页 6 CN 105709425 B 6 图2 说 明 书 附 图 2/2 页 7 CN 105709425 B 7 。