Сочлененное полноприводное транспортное средство и способ изменения направления его движения

 

Изобретение относится к транспортным средствам высокой проходимости, преимущественно с автоматическим управлением, в частности к планетоходам. Сущность изобретения: сочлененное полноприводное транспортное средство содержит шарнирную раму с установленными на ней тремя парами колес и силовым приводом принудительного взаимного поворота полурам относительно связывающего их поперечного шарнира, а также систему управления. Колеса выполнены широкопрофильными, установлены попарно на общих колесных осях, при этом диаметр колес уменьшается в направлении к продольной оси транспортного средства. Каждая полурама выполнена из двух частей, связанных продольным шарниром с возможностью крена крайних осей относительно средней в обе стороны. Колеса выполнены полыми, а в полостях колес на колесных осях установлена часть оборудования транспортного средства. Предлагаемый способ изменения направления движением заключается в том, что предварительно отрываются колеса средней оси от грунта и изменяется режим вращения колес одного борта. При этом сближают крайние оси за счет изгиба шарнирной рамы в поперечном шарнире, а направление вращения колес указанного борта изменяют на противоположное. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам высокой проходимости, преимущественно с автоматическим управлением, в частности к планетоходам.

Известен сочлененный автомобиль ХМ-561 (США), содержащий шарнирно сочлененную раму, состоящую из двух полурам с установленными на них тремя парами колес. Недостатком автомобиля является ограниченный диапазон условий его эксплуатации.

Известен трехосный сочлененный автомобиль Метрак швейцарской фирмы Э. Мейли. По своей технической сущности он признан прототипом изобретения. Автомобиль Метрак содержит шарнирную раму с установленными на ней тремя парами колес и силовым приводом принудительного взаимного поворота полурам относительно связывающего их поперечного шарнира. Преимуществом автомобиля является его высокая профильная проходимость при движении по поверхностям сложного рельефа.

Известен также способ изменения направления движения этого автомобиля. Способ заключается в том, что одну из осей (крайнюю) отрывают от грунта и изменяют режим вращения колес одного из бортов (притормаживают одно из средних колес).

Недостатком автомобиля является ограниченный диапазон условий его эксплуатации. Это объясняется тем, что при попытке движения по поверхностям сложного рельефа (например, по россыпям камней, по застывшим лавовым потокам и т.п.), возможность которого обеспечивают высокие функциональные возможности шасси автомобиля, возникает возможность полной потери его подвижности вследствие посадки днищем автомобиля на выступающие препятствия (например, посадка днищем на продольный вал грунта между глубокими колеями или на камни, высота которых превышает величину дорожного просвета в нескольких точках по длине днища).

Указанная опасность еще более возрастает в случае применения автоматической системы управления транспортным средством при дефиците информации о рельефе, вследствие чего для этого автомобиля необходимо искусственно сужать диапазон условий эксплуатации, что приводит к тому, что заложенные в нем высокие функциональные возможности (по рельефной проходимости) не могут быть реализованы в полной мере.

Недостатком способа является то, что с его помощью нельзя реализовать бортовой поворот на месте вокруг оси, проходящей через центр опорного прямоугольника, что обеспечило бы минимальный радиус поворота.

Целью изобретения является расширение диапазона условий эксплуатации транспортного средства, а также повышение его поворотливости.

Это достигается тем, что колеса выполнены широкопрофильными, установлены попарно на общих колесных осях, а их диаметр уменьшается в направлении и продольной оси транспортного средства, при этом каждая полурама выполнена из двух частей, связанных продольным шарниром с возможностью крена крайних осей относительно средней. Кроме того, колеса могут быть выполнены полыми, а в полостях колес на колесных осях может быть установлена часть оборудования транспортного средства. Кроме того, при повороте транспортного средства сближают крайние оси за счет изгиба шарнирной рамы в поперечном шарнире, а направление вращения колес одного из бортов изменяют на противоположное. Для сближения крайних осей может быть использовано встречное вращение колес крайних осей.

На фиг.1 представлено предлагаемое транспортное средство, вид спереди; на фиг.2 - то же, при наезде одним бортом на уступ; на фиг.3 - транспортное средство, вид сверху; на фиг.4 - то же, вид сбоку; на фиг.5,6,7 - иллюстрация последовательности преодоления транспортным средством препятствия после посадки на него днищем; на фиг.8 проиллюстрирован поворот транспортного средства.

Транспортное средство содержит шарнирную раму, состоящую из полурам 1 и 2 (см. фиг.3), связанных поперечным шарниром 3, на которых установлены колесные оси 4,5 и 6 и привод принудительного взаимного поворота полурам 7. Колеса выполнены широкопрофильными (см.фиг.1) и установлены попарно на общих колесных осях, причем диаметр колес уменьшается в направлении к продольной оси транспортного средства. Каждая полурама выполнена из двух частей, связанных продольным шарниром 8 и 9 (см.фиг.4) с возможностью крена крайних осей относительно средней.

Транспортное средство работает следующим образом.

При прямолинейном движении все колеса вращаются в одну сторону. Поперечный шарнир 3 и два продольных шарнира 8 и 9 шарнирной рамы шасси обеспечивают контакт всех шести колес с грунтом при движении по поверхности произвольного рельефа без применения упругой подвески колес. Широкий профиль колес обеспечивает защиту части днища от контакта с препятствиями. В то же время форма колес (уменьшающийся в направлении продольной оси транспортного средства их диаметр) способствует большей по сравнении с широкопрофильными цилиндрическими колесами плавности хода, так как между грунтом и сужающейся частью колес имеется дорожный просвет (см.фиг.1), большей устойчивости к боковому опрокидыванию (транспортное средство с сужающимися колесами имеет тот же угол крена, что и транспортное средство с цилиндрическими колесами при наезде на более высокое препятствие одним бортом (см.фиг.2) и лучшей поворотливостью, (так как имеет лучшее соотношение L/B). Повышение устойчивости к опрокидыванию способствует также размещение в полости колес части оборудования транспортного средства (ввиду уменьшения высоты расположения центра масс), что также позволяет защитить оборудование от вредного воздействия окружающей среды. При посадке днищем на препятствие (см.фиг.6) имеется возможность восстановления подвижности транспортного средства. Для этого включением привода поворота полурам придают раме форму арки до момента отрыва днища от препятствия (см.фиг.6), а после преодоления препятствия возвращают раму в исходное положение (см.фиг.7). Поворот транспортного средства в движении осуществляется заданием различных скоростей вращения колес по бортам, а поворот на месте осуществляется изменением направления вращения колес одного борта на противоположное. При этом по предлагаемому способу предварительно отрывают от грунта среднюю ось и сближают крайние оси (см. фиг. 8). При этом уменьшаются радиус поворота и сопротивление повороту (ввиду более благоприятного соотношения колеи и базы), что способствует повышению поворотливости транспортного средства. Отрыв средней оси от грунта и последующее уменьшение базы могут осуществляться за счет использования привода поворота полурам, а также за счет вращения колес крайних осей во встречном направлении.

Технико-экономическая эффективность изобретения обусловливается расширением диапазона условий эксплуатации транспортных средств высокой проходимости, реализующих изобретение.

Предлагаемое транспортное средство сохраняет подвижность при движении по поверхностям сложного рельефа (например, по россыпям камней, высота которых превышает величину дорожного просвета, по застывшим лавовым потокам и т. д.), причем подвижность не теряется даже в случае посадки днищем на препятствия.

Кроме того, обеспечиваются контакт всех колес с грунтом при движении без применения упругой подвески колес и высокая опорная проходимость транспортного средства (за счет большой ширины колес). Кроме того, обеспечивается возможность бортового поворота на месте транспортного средства. При этом бортовой поворот по предлагаемому способу может быть реализован даже при соотношении величины базы и колеи L/В = 2 и более.

Формула изобретения

1. Сочленное полноприводное транспортное средство, содержащее состоящую из шарнирно соединенных полурам раму с установленными на ней тремя парами колес и силовым приводом принудительного взаимного поворота полурам относительного связывающего их поперечного шарнира, а также систему управления движением, отличающееся тем, что колеса выполнены широкопрофильными, уменьшающегося в направлении к продольной оси транспортного средства диаметра и установлены попарно на общих колесных осях, при этом каждая полурама выполнена из двух частей, связанных продольным шарниром с возможностью крена крайних осей относительно средней.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что колеса выполнены полыми, а в их полостях на колесных осях установлена часть оборудования транспортного средства.

3. Способ изменения направления движения сочлененного полноприводного транспортного средства, содержащего состоящую из шарнирно соединенных полурам раму с установленными на ней тремя парами колес и силовым приводом принудительного взаимного их поворота, заключающийся в предварительном отрыве колес одной из осей от грунта и изменении режима вращения колес одного борта, отличающийся тем, что сближают крайние оси путем изгиба шарнирной рамы в поперечном шарнире, а направление вращения колес указанного борта изменяют на противоположное.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при сближении крайних осей колеса на этих осях вращают встречно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8