大启动力矩无碳小车驱动器.pdf

本发明公布了一种大启动力矩无碳小车驱动器，驱动部由绕线筒，挂线盘，启动盘，右挡环，左挡环等组成。绕线筒是一圆柱体或圆锥体，绕上牵引线作行车传动。挂线盘用于挂绊牵引线,启动盘外沿面可以是沿圆周方向半径保持不变的圆周面，也可以是沿圆周方向，半径增加的曲线面，且其最小半径大于绕线筒的最大半径。挂线盘外沿分布至少有一个挂线齿或至少一个挂线缺口，其挂线缺口底端或挂线齿齿根与启动盘的外沿面平齐。右挡环位于绕线筒的右端，其半径大于绕线筒右端半径，左挡环位于启动盘的左端，其半径小于启动盘。驱动部的通孔套接于传动轴。牵引线首先作用在启动盘外沿面上，由于启动盘半径大于绕线筒半径，使启动力矩大于行车驱动力矩。

权利要求书1.  一种大启动力矩无碳小车驱动器，由驱动部，牵引线，传动轴组成，其特征是：所述驱动部由绕线筒，挂线盘，启动盘，右挡环，左挡环组成；是一圆柱体或圆锥体，牵引线绕于绕线筒筒身牵动驱动部旋转作行车传动；挂线盘位于绕线筒的左端，挂线盘外沿分布有若干挂线缺口或挂线齿，根据需要选择其中的一个挂线缺口或挂线齿用于挂绊绕线筒上的牵引线引出端；启动盘位于挂线盘的左端，其最小半径大于绕线筒的最大半径；挂线盘的挂线缺口底端或挂线齿齿根与启动盘的外沿面平齐；牵引线跨过挂线盘，贴合于启动盘外沿面,作牵引线启动段；由于挂线盘的挂绊作用，使得牵引线启动段的牵引力能作用在启动盘，并不会滑落； 右挡环为一圆环，位于绕线筒的右端，其半径大于绕线筒右端半径；左挡环为一圆环，位于启动盘的左端，其半径小于启动盘；所述右挡环，绕线筒，挂线盘，启动盘，左挡环组成的驱动部为同轴一体，轴心有一通孔，该通孔套接于传动轴。 2.  根据权利要求1所述一种大启动力矩无碳小车驱动器，其特征是：所述启动盘外沿面是沿圆周方向，半径不变的圆周面。 3.  根据权利要求1所述一种大启动力矩无碳小车驱动器，其特征是：所述启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面。 4.  根据权利要求1所述一种大启动力矩无碳小车驱动器，其特征是：所述右挡环的径向和左挡环的径向分别有一右螺孔和左螺孔，并分别通过右螺钉和左螺钉将驱动部固定连接于传动轴。 5.  根据权利要求3所述一种大启动力矩无碳小车驱动器，其特征是：所述启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面是二次曲线面。 6.  根据权利要求3所述一种大启动力矩无碳小车驱动器，其特征是：所述启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面是渐开线面。 7.  根据权利要求3所述一种大启动力矩无碳小车驱动器，其特征是：所述启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面是阿基米德螺旋线面。

说明书大启动力矩无碳小车驱动器
技术领域
本发明涉及一种旋转动力转换装置，具体来讲是一种将绳索拉力转换为旋转动力转矩的驱动器。
背景技术
“无碳小车”是将一定质量和一定高度重锤的势能，通过绕线驱动器转换为旋转动能来驱动小车行走及转向的机械装置。这种小车设计已成为全国大学生科技创新的重大竞赛项目之一。各种参赛车的设计层出不穷，其中将绳索拉力转换为旋转动力的转矩输出驱动器的设计也是多种多样，并不乏一些有独特效果的设计，如中国专利，公开号为CN203158933U、CN203220759U等设计。然而，竞赛时要求小车在启动时不能施加任何外力，为使小车行走平稳和行走较远距离，驱动绕线筒半径往往不能做得过大，这就导致由于静惯力的作用，往往使小车启动困难，甚至时常出现根本不能启动的状况，而上述这些驱动器的设计都没有解决这样的小车启动问题。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，设计一种能产生大启动力矩和方便启动操控的无碳小车驱动器，使无碳小车在没有外力作用的情况下能得到顺利启动。
本发明的技术方案是：一种大启动力矩无碳小车绕线驱动器，由驱动部，牵引线，传动轴组成。所述驱动部由绕线筒，挂线盘，启动盘，右挡环，左挡环组成。绕线筒是一圆柱体或圆锥体，牵引线绕于绕线筒筒身牵动驱动部旋转作行车传动。挂线盘位于绕线筒的左端，挂线盘外沿分布有若干挂线缺口或挂线齿，根据需要选择其中的一个挂线缺口或挂线齿用于挂绊绕线筒上的牵引线引出端。启动盘位于挂线盘的左端，其最小半径大于绕线筒的最大半径。挂线盘的挂线缺口底端或挂线齿齿根与启动盘的外沿面平齐。牵引线跨过挂线盘，贴合于启动盘外沿面,作牵引线启动段。由于挂线盘的挂绊作用，使得牵引线启动段的牵引力能作用在启动盘，并不会滑落。
右挡环为一圆环，位于绕线筒的右端，其半径大于绕线筒右端半径。左挡环为一圆环，位于启动盘的左端，其半径小于启动盘。所述右挡环，绕线筒，挂线盘，启动盘，左挡环组成的驱动部为同轴一体，轴心有一通孔，该通孔套接于传动轴。
启动盘外沿面可以是沿圆周方向，半径不变的圆周面。
启动盘外沿面也可以是沿圆周方向，半径增加的曲线面，如二次曲线面、渐开线面、阿基米德螺旋线面。
上述右挡环的径向和左挡环的径向分别有一右螺孔和左螺孔，并分别通过右螺钉和左螺钉将驱动部固定连接于传动轴。
本发明的工作过程是：缠绕在驱动部绕线筒上的牵引线作行车驱动，其引出端靠近挂线盘，并横向通过挂线缺口，牵引线挂绊后贴合于启动盘外沿面作启动段，再向上绕过上方的定滑轮连接于重锤。工作时，在重锤作用下，牵引线首先作用在启动盘外沿面上，带转驱动部，当转动到挂线的挂线缺口向上，同向上牵引线平行时，挂线缺口失去挂线作用，牵引线跨过挂线盘回到绕线筒，完成启动，进入行车驱动。牵引线带转驱动部的同时，带转了传动轴，并通过传动轴向外输出转矩。
由于启动盘外沿面距轴心的距离大于绕线筒最大半径，因此启动驱动力矩大于行车驱动力矩。
对于启动盘外沿面是沿圆周方向，半径不变的圆周面，在使用时可根据需要，如牵引线启动段长度、绕线筒的牵引线引出端位置、重锤高度、小车转向曲柄位置等来选择不同的挂线位置。
对于启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面，在使用时可根据需要选择不同位置的挂线缺口或挂线齿来挂绊牵引线，确定启动释放位置，由于各挂线缺口或挂线齿距轴心的距离不同，因此可实现启动释放时的启动力矩大小。另外，还可改变向上牵引绳与启动盘外沿面的接触位置来调节启动力矩的大小。若将挂线位置选择在最里端，牵引线启动段则可沿启动盘外沿面进入最里端，启动时使启动力矩逐渐减到最小，实现从启动驱动到行车驱动的平缓过渡。
本发明的有益效果是：
1. 由于驱动盘外沿面距轴心的距离大于绕线筒最大半径，因此启动驱动力矩大于行车驱动力矩，实现了驱动器的大力矩启动，使无碳小车在没有外力的情况下能得到顺利启动。
2.由于挂线盘分布有若干挂线齿或挂线缺口供选择，可根据需要来选择挂线位置，方便了启动操控。
3.可选择启动释放力矩大小、启动力矩的大小。可实现启动力矩逐渐减小，平缓过渡到对绕线筒的牵引。方便了启动操控。
4. 本发明集行车驱动和大力启动驱动为一体，结构简单实用。启动盘上的挂线缺口或挂线齿可根据需要确定数量和分布位置，满足不同情况的需求。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为启动盘外沿面是沿圆周方向，半径不变的圆周面的驱动器前视图。
图2为启动盘外沿面是沿圆周方向，半径不变的圆周面的驱动器后视图。
图3为启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面的驱动器前视图。
图4为启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面的驱动器后视图。
图5是本发明应用于无碳小车的轴测图。
图中： 1.绕线筒，2.牵引线，2a.牵引线引出端，2b.牵引线启动段，2c.向上牵引线，3.挂线盘，3a.挂线缺口，3b.挂线齿，4.启动盘，4a.启动盘外沿面，5.右挡环，5a.右螺孔,6.左挡环，6a.左螺孔，7.通孔，8.传动轴，9.右螺钉，10.左螺钉，11.齿轮，12.转向曲柄，13.重锤。
具体实施方式
实施例一：驱动器的启动盘外沿面是沿圆周方向，半径不变的圆周面。
图1、图2分别是启动盘外沿面4a是沿圆周方向，半径不变的圆周面的盘驱动器前视图和后视图, 图5是驱动器应用于无碳小车的轴测图。驱动部由绕线筒1，挂线盘3，启动盘4，右挡环5，左挡环6，右螺孔5a,左螺孔6a，通孔7组成。绕线筒1是一圆锥体，牵引线2绕其圆锥面上牵动驱动部旋转作行车驱动。挂线盘3位于绕线筒1的左端，用于挂绊牵引线引出端2a。启动盘4位于挂线盘3的左端，启动盘外沿面4a是沿圆周方向，半径保持不变的圆周面，且半径大于绕线筒1的最大半径。挂线盘3外沿分布有若干挂线缺口3a，其挂线缺口3a底端与启动盘的外沿面4a平齐。右挡环5为一圆环，位于绕线筒1的右端，其半径大于绕线筒1左端半径，在其径向有一右螺孔5a。左挡环6为一圆环，位于启动盘4的左端，其半径小于启动盘4的半径,在其径向有一左螺孔6a。右挡环5、绕线筒1、挂线盘3、启动盘4、左挡环6为同轴一体，轴心有一通孔7。驱动部的通孔7套接于传动轴8，并通过左螺孔6a和右螺孔5a分别用左螺钉10和右螺钉9固定连接于传动轴8。
本实例的工作过程是：缠绕在驱动部绕线筒1上的牵引线2作行车驱动，其引出端2a靠近挂线盘3，并横向通过挂线缺口3a，挂绊后绕于启动盘外沿面4a，形成牵引线启动段2b，再向上绕过上方的定滑轮连接于重锤13。工作时，在重锤13作用下，牵引线2首先作用在启动盘外沿面4a上，带转驱动部，当转动到挂线的挂线缺口3a向上，同向上牵引线2基本平行时，挂线缺口3a失去挂线作用，牵引线2跨过挂线盘3回到绕线筒1，完成启动，进入行车驱动。牵引线2带转驱动部的同时，带转了传动轴8，并通过传动轴8向外输出转矩。
由于启动盘外沿面4a距轴心的距离大于绕线筒1半径，因此启动驱动力矩大于行车驱动力矩。
如图5所示，齿轮11同轴固定连接在驱动器的传动轴上，转向曲柄12连接在传动轴8的右端，驱动器的旋转动力，通过传动轴8带转齿轮11，继而带动车轮转动，驱动小车前进。同时转向曲柄12的转动带动前轮偏转，实现转向控制。启动盘外沿面4a分布有若干挂线缺口3a，在使用时可根据需要，如绕线启动段2b长度、绕线筒1的牵引线引出端2a位置、重锤13高度位置、小车转向曲柄12位置等来选择不同的挂线位置。
实施例二：驱动器的启动盘外沿面是沿圆周方向，半径增加的曲线面。
图3、图4是启动盘外沿面4a是沿圆周方向，半径增加的曲线面的驱动器前视图和后视图。驱动部由绕线筒1，挂线盘3，启动盘4，右挡环5，左挡环6，右螺孔5a,左螺孔6a，通孔7组成。绕线筒1是一圆锥体，牵引线2绕其圆锥面上牵动驱动部旋转作行车驱动。挂线盘3位于绕线筒1的左端，用于挂绊牵引线引出端2a。启动盘4位于挂线盘3的左端，启动盘外沿面4a是沿圆周方向，半径增加的阿基米德螺旋线面，且其最小半径大于绕线筒1的最大半径。挂线盘3外沿分布有与若干挂线齿3b，挂线齿3b齿根与启动盘的外沿面4a平齐。右挡环5为一圆环，位于绕线筒1的右端，其半径大于绕线筒1右端半径，在其径向有一右螺孔5a。左挡环6为一圆环，位于启动盘4的左端，其半径小于启动盘4，在其径向有一左螺孔6a。右挡环5，绕线筒1，挂线盘3，启动盘4，左挡环6为同轴一体，轴心有一通孔7。驱动部的通孔套接于传动轴8，并通过左螺孔6a和右螺孔5a分别用左螺钉10和右螺钉9固定连接于传动轴8。
本实施例的工作过程是：缠绕在驱动部绕线筒1上的牵引线2作行车驱动，其引出端2a靠近挂线盘3，并横向通过挂线齿3b，挂绊后贴合于启动盘外沿面4a，形成牵引线启动段2b，再向上绕过上方的定滑轮连接于重锤13。工作时，在重锤13作用下，牵引线2首先作用在启动盘外沿面4a上，带转驱动部，当转动到挂线的挂线齿3b向上，同向上牵引线2基本平行时，挂线齿3b失去挂线作用，牵引线2跨过挂线盘3回到绕线筒1，完成启动，进入行车驱动。牵引线2带转驱动部的同时，带转了传动轴8，并通过传动轴8向外输出转矩。
由于启动盘外沿面4a距轴心的距离大于绕线筒1半径，因此启动驱动力矩大于行车驱动力矩。
启动盘外沿面4a分布有若干挂线齿3b，在使用时可根据需要选择不同位置的挂线齿3b来挂绊牵引线，确定启动释放位置，由于各挂齿3b距轴心的距离不同，因此可实现启动释放时的启动力矩大小。还可改变向上牵引绳2c与启动盘的外沿面4a的接触位置来调节启动力矩的大小。若将挂线位置选择在最里端，牵引线启动段2b则可沿启动盘外沿面4a进入最里端，启动时，使启动力矩逐渐减到最小，实现从启动驱动到行车驱动的平缓过渡。