上图)图中凸轮顶杆通过车身两处支撑使其保持水平且不能产生水平方向的摆动,用弹簧拉紧使其一段时刻与凸轮轮廓曲线接触,另一端设置一拐头,放置在前轮轴伸出部分的槽内,前轮与车身轴线夹角的正切值与凸轮轮廓到凸轮转动中心的距离成正比,这样就可以通过改变凸轮轮廓曲线实现对车前轮与车身轴线夹角的控制。机构简图依照三轮车的转向原理:设定小车后轮中心点的行进路线(如下图)在两杆之间的较长的距离内车子路径为直线,绕杆可设置为曲线,这样直线与曲线段相切,转向过程过渡平稳。根据上述转向原理,小车实际的尺寸以及设定的后轮曲线,可以求出前轮的运行曲线,之后求出后轮中心处切线斜率与前轮曲线切线斜率之差,即可得到前轮与车身轴线的夹角的变化规律,确定凸轮轮廓曲线,由于小车进入曲线和走出曲线时φ角是突变量,为了到过渡的平稳性,在轮廓曲线加工时适当的将开槽提前,并进行过渡处理,使得转向更平稳,后轮中心轨迹更精确。为简便轮廓曲线的加工,将后轮中心轨迹曲线设定为圆弧,这样凸轮轮廓对应段距离旋转中心距离不变,则曲线段也为圆弧。结构实现:计算设定路线的总路程和后轮周长,它们的比值即为后轮与凸轮的带传动传动比,这样车子行进一个周期(完整8字形)时凸轮刚好转过一圈,计算绕杆曲线段在一个周期路段中所占的比例,即可确定圆盘凸出和下凹的部分对应的圆周角,设定的圆弧段的半径可以确定凸轮凸出和下凹部分的深度,图中虚线部分为车子直行时凸轮对应位置,车子从“8”字形两圆弧相交点O释放(对应位置为虚线与凸轮轮廓左侧相交位置),通过过渡段OC(对应位置为凸轮凸出和下凹连接段)之后,车子开始绕A杆运动,轨迹为圆弧CD(对应位置为凸轮下凹部分),绕行至过渡段DO(下凹部分结束),小车前轮开始向另一侧偏转,小车经过过渡段OE进入另一侧圆弧EF(凸轮对应位置为凸出部分),完成绕杆(凸出段结束)经过过渡段FO回到起点,一次绕行结束,之后重复上述动作。
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