Вездеходное транспортное средство со смещаемым центром тяжести

Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к транспортным средствам, используемым преимущественно для работы на склонах, для передвижения по пересеченной горной местности вне дорог, главным образом вдоль и поперек наклонной поверхности с углом наклона поверхности до 45° и более. Вездеходное транспортное средство содержит шасси, кузов с кабиной, средство стабилизации кузова. Средство стабилизации кузова выполнено с возможностью смещения центра тяжести относительно горизонтальной продольной оси за счет установки кузова с кабиной шарнирно посредством двух или более домкратов, при этом на кузове выполнены зубчатые сегменты, имеющие возможность взаимодействия с зубчатыми рейками, установленными на шасси. Кабина водителя расположена сбоку от кузова или со смещением в обе стороны, а сам кузов является открытым спереди и сзади, либо только спереди, либо только сзади. Достигается упрощение конструкции, обеспечивающей необходимую и достаточную проходимость и устойчивость при работе. 2 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к транспортным средствам, используемым преимущественно для работы на склонах, для передвижения по пересеченной горной местности вне дорог, главным образом вдоль (вверх или вниз) и поперек наклонной поверхности (вдоль топогоризонталей) с углом наклона поверхности до 45° (а в некоторых моментах при необходимости и более того) и также для транспортировки больших грузов и выполнения лесозаготовительных и других работ.

Известны горные вездеходы различных конструкций. Например, известны горные вездеходы, сохраняющие равновесие на наклонной поверхности только за счет более широкой колесной базы шасси. Недостатком вездеходов только на широкой базе является то обстоятельство, что чем больше грузоподъемность транспортного средства, тем должна быть шире колесная база и тем труднее найти для него приемлемую трассу пути в условиях горно-лесного бездорожья, как по ширине проходов, так и по высоте просвета между поверхностью земли и днищем кузова. Увеличение просвета (и общей высоты вездеходной машины) ведет к уменьшению устойчивости или к снижению высоты возможной загрузки кузова. С ростом ширины базы в квадратной зависимости по отношению к ней растет вес рамы шасси. Немаловажно, что при постоянно-негоризонтальном положении кузова создаются некомфортные условия работы для водителя-оператора и большинства механизмов.

Известны горные вездеходы, имеющие независимые гидравлическую подвеску и привод на каждом колесе, регулируемые с помощью компьютера, подвеска которых позволяет сохранять устойчивость при движении по весьма сложным поверхностям. Недостатком вездеходов с независимой гидравлической подвеской на каждом колесе является их чрезвычайная сложность в изготовлении и управлении, а также дороговизна, вследствие чего подобные вездеходы до сих пор, в основном, производят в варианте легкового внедорожника или военных машин.

Известно транспортное средство со смещаемым центром тяжести, содержащее выполненный в виде тела вращения корпус, с горизонтальной продольной осью вращения. Средство содержит приводной механизм, размещенный в корпусе и имеющий возможность под действием сигнала дистанционного управления перемещаться внутри корпуса, смещая центр тяжести транспортного средства (патент РФ №2196260). Сложность в изготовлении и управлении ограничивают применение данного транспортного средства в качестве грузового варианта. Принцип смещения центра тяжести используется не для стабилизации корпуса, а в самом движителе.

Известно транспортное средство со смещаемым центром тяжести, содержащее остов, двигатель, силовую передачу и устройство для предотвращения опрокидывания в виде контргруза с приводом, размещенным на кольцевом брусе вокруг остова (патент РФ №2088456 и №2027626). Данное транспортное средство за счет кольцевого бруса имеет большие размеры по ширине, что затрудняет его перемещение по горно-лесной местности.

Известно транспортное средство, взятое в качестве прототипа, содержащее шасси, кузов с кабиной, средство стабилизации кузова (а.с. №789308). Средство стабилизации кузова содержит пару соосных маховиков, каждый из которых установлен на вертикальном валу, привод, связанный с валами для вращения их в противоположных направлениях, а привод, связанный с этими валами, обеспечивает их гироскопическое вращение в противоположных направлениях, что создает стабилизирующие моменты, жестко установленные на кузове в горизонтальном положении конические зубчатые секторы, посредством установленных на вертикальном валу конических шестерен, связывающие маховики с кузовом, обеспечивают стабилизацию кузова при колебаниях в продольной и поперечной плоскостях, что позволяет сохранять кузову транспортного средства свое угловое положение, а следовательно, улучшается его устойчивость на уклоне,

Известно аналогичное транспортное средство с подобной системой стабилизации кузова, в котором также используются гидравлические цилиндры в механизмах блокировки (патент РФ №2061599).

Недостатком данных устройств является наличие лишних массивных деталей (маховиков), увеличивающих собственный вес транспортного средства, необходимость крупных затрат мощности мотора и горючего на поддержание постоянного гироскопического момента вращения маховиков, при этом в данных устройствах практически нет смещения центра тяжести снабженного ими транспортного средства, что ведет к его недостаточной устойчивости на крутых склонах; упоминаемые в описании устройства зубчатые секторы употребляются лишь для изменения плоскости стабилизации, сообщаемой вращающимися маховиками, а гидравлические цилиндры используются только в механизме блокировки, а не для изменения положения кузова.

Сложность, дороговизна и невозможность создания грузового варианта для перевозки тяжелых, громоздких, длинномерных предметов - общий недостаток большинства всех известных конструкций горных вездеходов.

Задачей настоящего изобретения является создание вездеходного транспортного средства со смещаемым центром тяжести простой конструкции, обеспечивающей высокую проходимость и устойчивую работоспособность в условиях горно-лесного массива.

Вездеходное транспортное средство со смещаемым центром тяжести, содержащее шасси, кузов с кабиной, средство стабилизации кузова, согласно изобретению средство стабилизации кузова выполнено с возможностью смещения центра тяжести относительно горизонтальной продольной оси за счет установки кузова с кабиной шарнирно посредством двух или более домкратов, при этом на кузове выполнены зубчатые сегменты, имеющие возможность взаимодействия с зубчатыми рейками, установленными на шасси.

Причем кабина водителя расположена сбоку от кузова или со смещением в обе стороны, а сам кузов является открытым спереди и сзади, либо только спереди, либо только сзади.

Расположение на раме гусеничного, колесного или колесно-гусеничного шасси подвижного кузова с кабиной, снабженных снизу одним или более зубчатыми сегментами, а рама шасси таким же количеством зубчатых реек, находящихся в зацеплении с сегментами, обеспечивает смещение центра тяжести при перемещении по горной местности. Кузов и рама шасси имеют шарнирное соединение при помощи двух или более домкратов, и при выдвижении/втягивании штоков домкратов кузов смещается по рейкам методом качения, что позволяет ему сохранять горизонтальное положение (в поперечном разрезе) при движении вездехода поперек склона, при этом центр тяжести устройства смещается относительно продольной оси в сторону, обеспечивающую больший запас равновесия. Надежность работы механизма при повороте и фиксации кузова гарантируется с помощью увеличенного числа пар домкратов, закрепленных на кузове и раме под разными углами друг к другу.

Патентные исследования не выявили подобных транспортных средств, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что указанное изобретение соответствует критерию «новизна».

Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».

На фиг.1 схематически изображено вездеходное транспортное средство (вид сзади), на фиг.2 - вездеходное транспортное средство (вид сзади) со смещенной кабиной.

Вездеходное транспортное средство со смещаемым центром тяжести включает шасси 1 с установленными на нем кузовом 2 с кабиной 3. Кузов 2 имеет полуцилиндрическую или любую другую форму и снабжен зубчатыми сегментами 4, взаимодействующими с зубчатыми рейками 5, установленными на шасси 1. Кузов 2 соединен с шасси 1 посредством домкратов 6 с шарнирами 7 на концах штоков. Кабина 3 имеет возможность смещения вместе с кузовом 2 и расположена либо по центральной оси, либо со смещением в обе стороны. При таком расположении кабины 3 кузов 2 может быть выполнен открытым спереди и сзади (возможно только спереди или только сзади) для перевозки длинномерных грузов, например леса при его заготовке.

Вездеходное транспортное средство со смещаемым центром тяжести работает следующим образом.

Дизель-электрический привод (не показан) обеспечивает независимый электропривод на ведущие колеса гусеничного, колесного или колесно-гусеничного движителя с обеих сторон. При этом сам привод может находиться как на раме шасси 1, так и внутри подвижного кузова 2, передавая через кабели вырабатываемую электроэнергию на электропривод, связанный непосредственно с движителем. В обоих случаях управление движением осуществляется дистанционно через кабели. Поворот при любых типах движителя производится по типу гусеничных машин за счет реверса колес одной из сторон движителя. При движении вверх-вниз по склону равновесие сохраняется за счет относительно длинной продольной колесной базы самодвижущегося устройства. Следует учитывать, что длительность движения вездехода в таком положении ограничена высотой склона. При движении вдоль топогоризонталей (наиболее частое направление и потенциально продолжительное по времени положение) кузов 2, снабженный зубчатыми сегментами 4, посредством выдвижения штоков одних и втягивания штоков других домкратов 6 перемещается методом качения по зубчатым рейкам 5 в сторону повышения склона, то есть центр тяжести смещается в сторону, которая обеспечивает наибольший запас равновесия. При этом также обеспечивается горизонтальное положение кузова 2 в поперечном разрезе. Регулирование положения кузова 2 желательно и возможно сделать автоматическим, причем автоматика при одном единственном регулируемом параметре будет относительно несложной и недорогой. Надежность работы механизма при повороте и фиксации кузова 2 гарантируется с помощью увеличенного числа пар домкратов 6, закрепленных на кузове 2 и раме шасси 1 под разными углами друг к другу.

При использовании данного вездехода для заготовки и перевозки леса кабины 3, силовые установки (не показаны) и гидравлические рабочие манипуляторы (не показаны) располагаются по бокам сквозного, открытого спереди и сзади кузова 2. В кабинах 3 располагаются водитель-оператор и его помощник, каждый из которых берет управление на себя в зависимости от задачи и условий обзора. Гидравлические манипуляторы могут быть снабжены устройствами для предварительной очистки ствола предназначенного к спилу дерева от веток, надежного захвата стволов и спиливания ствола у комля. Очищенный от веток и спиленный ствол манипуляторы в вертикальном положении перемещают ближе к центральной оси машины перед передним проемом кузова и, аккуратно наклоняя, опускают его в кузов 2. При захвате ствола в его средней части возможна укладка стволов комлями как вперед, так и назад, что повышает емкость кузова и создает лучшие условия для возможной перегрузки леса из лесозаготовительной машины на другой транспорт. Наличие на машине двух одинаковых манипуляторов может значительно увеличить производительность машины, так как при чередующемся режиме действий они не мешают работать друг другу. В целях увеличения производительности лесозаготовительной машины рекомендуется осуществлять на ней доставку заготовленного леса только до ближайшей дороги, где с помощью крана бревна будут перегружаться на обычные лесовозы. Возможна методика перегрузки заготовленного леса прямо на месте заготовки из одного кузова в другой вплотную к нему поставленный кузов чисто транспортного варианта вездехода.

Вездеходное транспортное средство со смещаемым центром тяжести с успехом может быть использовано как пожарная машина в труднодоступных горных местностях. Причем наличие полуцилиндрического кузова чрезвычайно удобно для дооборудования его пожарной цистерной.

Изобретение конструктивно достаточно простое, позволяет повысить устойчивость вездеходного транспортного средства и сохранять работоспособность при перемещении на крутых склонах.

Вездеходное транспортное средство со смещаемым центром тяжести, содержащее шасси, кузов с кабиной, средство стабилизации кузова, отличающееся тем, что средство стабилизации кузова выполнено с возможностью смещения центра тяжести относительно горизонтальной продольной оси за счет установки кузова с кабиной шарнирно посредством двух или более домкратов, при этом кузов имеет полуцилиндрическую форму, выполнен открытым спереди и сзади, либо только спереди, либо только сзади, и снабжен зубчатыми сегментами, имеющими возможность взаимодействия с зубчатыми рейками, установленными на шасси.