Monday, January 02, 2017

六輪上梯級車

突然想到裝一部能上梯級的車,在Youtube看到不少用履帶或三個輪品字型的設計,我不打算重複那些方法了。這車的概念如下:
1.車身由前後兩部份組成
2.用車輪(六個)
3.可把重心轉移


先看看完成後的樣子:



車輪
參考上圖:最右邊的車輪是前輪,沒有任何動力的。中輪及後輪可隨選擇供給動力,使車向前行。

車身
前車身跟後車身在中輪處可成一角度,以便爬上梯級。

馬達
在前車身的馬達是用來把電池擺前擺後,從而改變前車身的重心。電池是又大又重的麻煩的東西,可是今次反而可用作重心偏移的作用。


後車身有兩個馬達,下面那個是用來推動中輪或後輪。上面那個馬達是用來推動連杆改變前車身跟後車身的角度


齒輪
擺動電池(改變重心)跟改變前後車身角度所需的力度較大,因此用了1:40的齒輪比例,盡量放大馬達的扭力。

用來選擇前或後輪推動的齒輪組是參照五十川芳仁大師的參考書其中一種設計來做的。原理是這樣:

  • Worm gear 穿在 axle 上
  • Worm gear 下面有兩個小齒輪
  • 當馬達向一個方向轉時,因為 worm gear 可自由在axle 上移動, 小齒輪的阻力會迫使worm gear 向前移動。當它移到盡頭時無法再走,就只好推動前面的小齒轉動。

當馬達以反方向轉時,worm gear 向後移,到盡頭時推動後小齒輪。


就是這樣靠馬達轉動的方向把動力傳到前或後齒輪,從而再傳到前後輪。

如何爬梯級
開始爬梯級時,前輪會被昇起。為了保証是前輪而不是後輪被拉起,就得先把電池移到中輪上,減輕前車身的重量(或力矩),使後車身相對較重。

前輪昇起後,車就以後輪帶動向前行,直至前輪在梯級上。

然後把電池移到約前輪上六,再使中輪昇起。

中輪昇起後,以後輪推動向前行,直至中輪站在梯級上。


因馬達的扭力有限,為了使後輪昇起,就先把電池移至約中輪處,再把前輪昇起,然後把電池移回約前輪上,再把前輪降低。這重心移動就把後輪昇起。


後輪昇起後,以中輪帶動向前走,直至後輪着地。此後就要改回後輪推動才可向前走。


梯級爬到了,但是車的整體長度大於-般的梯級,需要大改設(例如把馬達垂直裝)把整體長度控制在一尺以下才可在真正的梯級上試。


另一個要改良的地方是電池的移動。原本想用rack and pinion 的形式,可是手上配件不够,只好用這擺來擺去的方法。