Способ перемещения груза по опорной поверхности

 

Изобретение относится к области механики и может быть использовано в конструкциях на колесах, перевозящих грузы различной массы. Технический результат - повышение эффективности перемещения груза по опорной поверхности путем снижения расхода энергии за счет использования силы тяжести. Способ заключается в том, что груз опирают на ось колеса в нижней четверти колеса, расположенной со стороны направления его движения. Опирание груза на ось производится посредством элемента, связанного с осью. Линия, проходящая через точки опирания груза на элемент и на ось колеса, расположена под углом к вертикали. Поверхность, по которой происходит перемещение груза, расположена под углом 1,5 - 10^o. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области механики и может быть использовано в конструкциях на колесах, перевозящих грузы различной массы.

Известен способ перемещения грузов по опорной поверхности (см. патент РФ 2130130 от 05.10.1999 г. ), заключающийся в том, что инерционным грузом воздействуют на ось колеса и осуществляют его вращение.

К недостаткам известного способа следует отнести его неосуществимость, т. к. без перемещения инерционного груза нельзя осуществить перемещение колеса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к описываемому изобретению является способ перемещения груза по опорной поверхности с помощью колеса под действием силы тяжести, прилагаемой к оси колеса за счет воздействия внешней силы (инерционного груза) (см. патент РФ 2025575 от 30.12.1994 г.).

Основным недостатком известного способа является необходимость использования инерционного груза, что усложняет конструкцию и делает ее малоэффективной, требующей расхода энергии (электрической, сгорания топлива и т.д. ) для перемещения какого-либо груза.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности перемещения груза по опорной поверхности с помощью колеса за счет снижения расхода энергии, требуемой для приложения внешней силы, при одновременном увеличении скорости перемещения конструкции с грузом путем использования массы перевозимого груза.

Указанная задача решается тем, что в способе перемещения груза по опорной поверхности, заключающемся в том, что груз опирают на ось по крайней мере одного колеса и вращают его, при этом груз опирают на элемент, связанный с осью колеса таким образом, что линия, соединяющая опору груза на элемент и ось колеса, расположена под углом к вертикали, а опорную поверхность располагают под углом 1,5-10^o к горизонту. При этом опору груза располагают в нижней четверти колеса с образованием между указанной линией и вертикалью угол 43-47^o, а усилия от груза передают на элемент снизу. В качестве опорной поверхности могут быть использованы рельсы и монорельс.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 - вид спереди, схематично изображено устройство, реализующее способ перемещения груза по поверхности. На фиг.2 - вид слева.

Пример конкретной реализации описываемого изобретения Груз (1) массой 10 кг перемещается на раме (2), опирающейся на колесо (3) под действием силы тяжести, приложенной со смешением от центра оси (4) колеса (3) на 45^o поступательно по направлению его движения, при этом угол наклона опорной поверхности (5) к горизонтали составляет 5^o.

Ось (4) связана с фланцем (6) соединением с дугообразным элементом (7), закрепленным на раме (2).

В результате без воздействия посторонней силы (затрат энергии) груз на колесе будет перемещаться.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Перемещение груза по опорной поверхности под действием силы тяжести, прилагаемой к оси колеса, осуществляется за счет смещения приложения силы тяжести от центра оси колеса на 43-47^o от вертикали в нижней четверти колеса, расположенной со стороны направления его движения, при этом принципиально новым отличием изобретения является использование массы перевозимого груза и самой конструкции как энергии для перемещения груза на конструкции с помощью колеса, то есть масса груза и самой конструкции будет совершать работу по перемещению по плоскости.

Применение такого способа дает возможность перевозить грузы различной массы, затрачивая минимальное количество энергии.

Для осуществления перемещения груза на конструкции с помощью колеса самостоятельно без воздействия внешней силы угол наклона плоскости вращения колеса к горизонту должен составлять от 1,5 до 10^o.

Таким образом, при выполнении этих двух необходимых условий осуществляется самостоятельное перемещение груза на конструкции с помощью колеса под действием силы тяжести.

Если угол смещения приложения силы тяжести от вертикали будет менее 43^o, например 40^o, то скорость перемещения груза на конструкции практически равна 0.

При увеличении угла более 47^o, например 50^o, скорость перемещения резко снижается, а при 60^o равна 0.

Если угол наклона плоскости вращения колеса к горизонту составляет менее 1,5^o, то конструкция с грузом без применения внешней силы стоит на месте, а при угле наклона более 10^o эффективность способа невелика, т.к. при угле наклона более 25-30^o любая конструкция на колесах катится самостоятельно.

В других случаях конструкция с грузом перемещается с помощью колес при смещении приложения силы тяжести от центра оси колеса на рельсе и монорельсе.

При угле наклона плоскости вращения колеса к горизонту менее 0,3^o для перемещения конструкции с грузом необходимо приложение внешней силы в 10 раз менее, чем при способе прототипа. Например, при перемещении тележки на колесах с грузом 200 кг по ровному асфальтовому покрытию по описываемому способу необходимо начальное усилие 10-15 кг, а по прототипу - 100 кг.

Формула изобретения

1. Способ перемещения груза по опорной поверхности, заключающийся в том, что груз опирают на ось, по крайней мере, одного колеса и вращают колесо, отличающийся тем, что опирание груза на ось происходит в нижней четверти колеса, расположенной со стороны направления его движения, посредством элемента, связанного с осью колеса, при этом линия, соединяющая опору груза на элемент и ось колеса, расположена под углом к вертикали, а опорную поверхность располагают под углом 1,5-10^o к горизонтали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что угол между указанной линией и вертикалью 43-47^o.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что усилие от груза передают на элемент снизу.

4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что используют опорные поверхности рельсов.

5. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что используют опорную поверхность монорельса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2