Шагающая опора

 

Использование: изобретение относится к транспортным средствам с движителями, отличными от колесных, например с шагающими движителями, и может быть использовано для многоопорных поливных машин, транспортных средств повышенной проходимости. Сущность изобретения: шагающая опора содержит корпус 1, несущий кронштейн 2 и полезную нагрузку 3. Двигатель 4 через муфту 5, редуктор 6, муфту 7 соединен с симметричным дифференциалом 8. Кривошип 10, криволинейная опора 11 с башмаком 12 и качающийся рычаг 13 образуют передний левый ведущий опорный элемент, кривошип 16, криволинейная опора 17 с башмаком 18 и качающийся рычаг образуют передний правый опорный элемент. Кривошипы 32, 37, криволинейные опоры 33, 38 с башмаками 34, 39 и касающиеся рычаги образуют левый и правый ведомые опорные элементы. Кривошип 10 установлен на ведущей полуоси, соединенной с дифференциалом 8, а кривошип 16 установлен на полуоси, тоже соединенной с дифференциалом 8, полуоси оборудованы зубчатыми полумуфтами для взаимодействия друг с другом для блокировки дифференциала в зависимости от угла поворота кривошипа. Башмаки 12 и 34 соединены жесткой связью 41, а башмаки 18 и 39 соединены между собой жесткой связь 42. 5 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам с движителями, отличными от колесных, например, с шагающими движителями, и может быть использовано для многоопорных поливных машин и транспортных средств повышенной проходимости.

Известна шагающая опора, содержащая балки с опорными стойками и башмаками, механизмы перемещения их относительно друг друга, при этом опорные стойки выполнены в виде шарнирных четырехзвенников с приводом в виде гидроцилиндров, управляемых распределителем, снабженным двуплечим рычагом для взаимодействия с толкателями, установленными на балках (А.С. СССР N 523830, кл. D 62 D 57/02, А 01 G 25/09, 1976 г.).

Недостатком этого технического решения является увеличение энергозатрат, вследствие наличия двух самостоятельных силовых приводов, один из которых (привод адаптации) гидравлический, т.е. обладает повышенной энергоемкостью, а тяговый привод включает в себя реверсивный двигатель, что также увеличивает энергозатраты за счет наличия циклов разгона и торможения на периоде рабочего хода, хотя наиболее благоприятным с энергетической точки зрения является случай равномерного вращения вала силового привода.

Наиболее близким техническим решением является самоходное транспортное средство, содержащее шагающие опоры, каждая из которых шарнирно соединена со свободными концами шатунов двух синхронно установленных кривошипно-шатунных механизмов типа "Прямила Чебышева", качающиеся рычаги которых шарнирно установлены на ходовой раме (А.С.СССР N 564205, кл. B 62 D 57/02, 1975 г.).

Недостатком данного технического решения является повышенные энергозатраты, связанные с тем, что корпус самоходного транспортного средства совершает вертикальные колебания вследствие того, что "Прямило Чебышева" обладает коэффициентом режима меньшим 0,5, поэтому при отрыве одного опорного элемента от опорной поверхности второй опорный элемент еще находится в стадии переноса.

Сущность изобретения заключается в том, что шагающая опора, предназначенная преимущественно для многоопорных поливных машин и транспортных средств повышенной проходимости, содержащая корпус с побортно установленными на нем опорными элементами, связанными с корпусом шарнирно через качающиеся рычаги передних и задних четырехзвенников лямбдообразного типа и кривошипы, а с силовым приводом через кривошипы побортно расположенных передних четырехзвенников, при этом кривошипы передних четырехзвенников соединены между собой общим силовым приводом, содержащим симметричный дифференциал с элементами блокировки его выходных полуосей, связанных с соответствующими кривошипами, а элементы блокировки выполнены в виде зубчатых полумуфт и установлены на этих полуосях внутри дифференциала через соответствующие угловые расстояния.

На фиг. 1 представлен общий вид шагающей опоры, на фиг.2 кинематическая схема привода опорных элементов, на фиг.3 кинематическая схема межбортового симметричного дифференциала, на фиг. 4 вид зубчатых полумуфт в сечении плоскостью, перпендикулярной оси их вращения, на фиг.5 траектория каждой опорной точки.

Шагающая опора (фиг.1) содержит корпус 1, на котором с помощью кронштейнов 2 установлено рабочее оборудование 3. На корпусе 1 установлен двигатель 4, соединенный через муфту 5, редуктор 6 и муфту 7 с симметричным дифференциалом 8. Двигатель 4, муфта 5, редуктор 6 и муфта 7 образуют силовой привод. Левая полуось 9 (фиг.2,3) дифференциала 8 соединена с кривошипом 10, последний соединен шарнирно с криволинейной опорой 11 (фиг.1,2), оборудованной башмаком 12 и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 13, второй конец которого шарнирно соединен с кронштейном 14, установленным на корпусе 1. Кривошип 10, криволинейная опора 11, башмак 12 и качающийся рычаг 13 образуют левый передний опорный элемент, а соединение кривошипа 10 с полуосью 9 дифференциала 8 делают этот опорный элемент ведущим. Правая полуось 15 дифференциала 8 соединена с кривошипом 16 (фиг.1,2), последний соединен шарнирно с криволинейной опорой 17, снабженной башмаком 18 и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 19, второй конец шарнирно соединен с кронштейном 14. Кривошип 16, криволинейная опора 17, башмак 18 и качающийся рычаг 19 образуют правый передний опорный элемент, а соединение кривошипа 16 с полуосью 15 дифференциала 8 делает этот элемент ведущим. Левая полуось 9 дифференциала 8 соединена с шестерней 20 (фиг.3), взаимодействующей с шестернями 21 и 22, которые в свою очередь взаимодействуют с шестерней 23, установленной на полуоси 15. Дифференциал 8 снабжен шестерней 24, взаимодействующей через муфту 7, редуктор 6, муфту 5 с двигателем 4. Полуось 9 снабжена зубчатой полумуфтой 26 (фиг.3,4), имеющей зубцы 27 и 28, а полуось 15 снабжена зубчатой полумуфтой 29, имеющей зубцы 30 и 31. Одна из полумуфт, например 29, расположена внутри другой полумуфты, например 26. Введение в симметричный дифференциал зубчатых полумуфт и соединение последних с полуосями, на которых установлены кривошипы передних левого и правого ведущих опорных элементов, обеспечивает блокировку дифференциала в зависимости от угла поворота входного вала. Кривошип 32 левого заднего опорного элемента установлен шарнирно на корпусе 1 (фиг.1,2) и соединен с криволинейной опорой 33, снабженной башмаком 34, и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 35, второй конец которого шарнирно закреплен на кронштейне 36. Кривошип 37 заднего правого опорного элемента шарнирно установлен на корпусе 1 и соединен с криволинейной опорой 38, снабженной башмаком 39 и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 40, второй конец которого шарнирно закреплен на кронштейне 36. Башмак 12 переднего левого опорного элемента соединен с башмаком 34 левого заднего опорного элемента жестким стержнем 41, а башмак 18 переднего правого опорного элемента соединен с башмаком 39 заднего правого опорного элемента жестким стержнем 42. Каждая опорная точка башмаков 12, 18, 34 и 39 описывает идентичную траекторию (фиг. 5), где участок АБ соответствует фазе опоры на грунт, БВА фазе переноса. Точка В расположена на траектории так, что длина дуги ВА равна длине опорного участка АБ.

Работает шагающая опора следующим образом. Опорные точки башмаки 12 и 34 находятся в точке А траектории, опираясь на грунт, а опорные точки - башмаки 18 и 39 находятся в точке Б траектории на грани выхода из состояния опирания на грунт. Крутящий момент от двигателя 4 передается через муфту 5, редуктор 6, муфту 7 и вал-шестерню 25 на шестерню 24 симметричного дифференциала 8, приводя в движение шестерни 21 и 22. Полуось 9 с шестерней 20 и полумуфтой 26 находятся в покое, вследствие чего шестерни 21 и 22 начинают вращаться вокруг собственной оси и приводят во вращение шестерни 23, а через нее полуось 15 и зубчатую полумуфту 29. Полуось 15 начинает поворачивать кривошип 16, который поворачивает криволинейную опору 17 и качающийся рычаг 19, при этом опорная точка башмака 18 поднимается и перемещается по траектории от точки Б к точке В. Через жесткий стержень 42 поворот криволинейной опоры 17 передается на криволинейную опору 38, которая, поворачиваясь, вращает кривошип 37 и качающийся рычаг 40, обеспечивая тем самым движение опорной точки башмака 39 по траектории от точки Б к точке В синфазно с опорной точкой башмака 18. Кривошип 10, криволинейная опора 11, качающийся рычаг 13, кривошип 32, криволинейная опора 33, связанная через жесткий стержень 41 с криволинейной опорой 11, и качающийся рычаг 35 неподвижны, поэтому опорные точки башмаки 12 и 34 находятся в контакте с грунтом в точке А траектории. При повороте полуоси 15 с зубчатой полумуфтой 29 и кривошипом 16 на угол, при котором опорные точки башмаки 18 и 39 окажутся в точке В траектории, зубцы 30 и 31 соприкасаются с зубцами 27 и 28 соответственно, и дифференциал 8 блокируется. Крутящий момент равномерно распределяется между полуосями 9 и 15, которые приобретают одинаковую угловую скорость, при этом опорные точки башмаки 18 и 39 продолжают двигаться по траектории от точки В к точке А. Полуось 9 поворачивает кривошип 10, который поворачивает криволинейную опору 11 и качающийся рычаг 13, при этом опорная точка башмак 12 перемещается по траектории от точки А к точке Б. Через жесткий стержень 41 поворот криволинейной опоры 11 передается на криволинейную опору 33, которая, поворачиваясь, вращает кривошип 32 и качающийся рычаг 35, обеспечивая тем самым синфазное движение опорной точки башмака 34 по траектории от точки А к точке Б. Так как опорные точки башмаки 12 и 34 находятся на грунте, то, оставаясь неподвижными относительно грунта, они способствуют перемещению корпуса 1 относительно грунта на длину рабочего хода АБ. Когда опорные точки - башмаки 12 и 34 окажутся в точке Б траектории, опорные точки-башмаки 18 и 39 коснутся грунта в точке А траектории, башмаки 12 и 34 выйдут из зацепления с грунтом. При этом полезная нагрузка, передаваемая через полуось 9 на шестерню 20 пропадает, вследствие чего шестерня 23 останавливается, что приводит к остановке зубчатой полумуфты 29, а шестерня 20 приобретает большую угловую скорость, вращая полуось 9. Зубцы 27 и 28 отделяются от зубцов 30 и 31 и движутся вместе с зубчатой полумуфтой 26. Полуось 9, вращая кривошип 10, криволинейную опору 11 и качающийся рычаг 13, перемещает опору башмак 12 по участку БВ траектории. Через жесткий стержень 41 это движение передается на опору башмак 34. Когда опорные точки башмаки 12 и 34 окажутся в точке В траектории, зубцы 27 и 28 зубчатой полумуфты 26 касаются зубцов 30 и 31 зубчатой полумуфты 29, после чего дифференциал 8 блокируется, угловые скорости полуосей 9 и 15 выравниваются, при этом опорные точки башмаки 12 и 34 перемещаются от точки В к точке А траектории, а опорные точки башмаки 18 и 39 перемещаются от точки А к точке Б траектории, толкая тем самым корпус 1 вперед. В тот момент, когда опорные точки башмаки 18 и 39 окажутся в точке Б траектории, опорные точки башмаки 12 и 34 опустятся на грунт в точке А траектории. При дальнейшем движении двигателя цикл повторяется.

Соединение кривошипов передних четырехзвенников лямбдообразного типа между собой общим силовым приводом, содержащим симметричный дифференциал с элементами блокировки в зависимости от угла поворота кривошипов, позволяет получить многофункциональную шагающую опору для универсального применения, повысить проходимость и снизить энергозатраты.

Формула изобретения

Шагающая опора, предназначенная преимущественно для многоопорных поливных машин и транспортных средств повышенной проходимости, содержащая корпус с побортно установленными на нем опорными элементами, связанными с корпусом шарнирно через качающиеся рычаги передних и задних шарнирных четырехзвенников лямюдообразного типа и кривошипы, а с силовым приводом через кривошипы побортно расположенных передних четырехвезнников, отличающаяся тем, что кривошипы передних четырехзвенников соединены между собой общим силовым приводом, содержащим симметричный дифференциал с элементами блокировки его выходных полуосей, связанных с соответствующими кривошипами, при этом элементы блокировки выполнены в виде зубчатых полумуфт, установлены на этих полуосях внутри дифференциала через соответствующие угловые расстояния.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5