Шагающий ход и самоходная машина на его основе



Шагающий ход и самоходная машина на его основе
Шагающий ход и самоходная машина на его основе

 


Владельцы патента RU 2452647:

Паюсов Михаил Алексеевич (RU)

Изобретения относятся к конструкциям движителей транспортных средств и могут быть использованы в конструкциях машин высокой проходимости, а также в сельскохозяйственном машиностроении. Самоходная машина содержит платформу с двигателем, трансмиссией и устройствами управления. На каждом боковом борту платформы установлены несколько шагающих ходов. Кривошипы шагающих ходов кинематически соединены и развернуты по углу поворота относительно друг друга. Направляющие ползунов шарнирно закреплены на платформе в плоскости движения ползунов. Перемещение направляющих ползунов относительно каждого бокового борта платформы обеспечено независимыми от другого борта силовыми механизмами, управление которыми осуществлено рулевым устройством и устройством изменения скорости движения самоходной машины. Лыжа шарнирно соединена со свободным концом ползуна. Достигается повышение проходимости, обеспечивается бесступенчатая регулировка поступательной скорости платформы и ее тяговое усилие, снижение динамической нагрузки на платформу, увеличивая таким образом плавность хода с компенсацией неровностей дороги. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к конструкциям движителей транспортных средств и может быть использовано в конструкциях машин высокой проходимости а также в сельскохозяйственном машиностроении.

Общеизвестен колесный движитель, где в результате сцепления ведущих колес с опорной поверхностью их вращательное движение преобразуется в поступательное движение машины. При работе колесных движителей на переувлажненных и рыхлых опорных поверхностях и по бездорожью из-за значительного снижения сцепления с опорной поверхностью резко возрастает буксование, увеличиваются потери на самопередвижение и использование машины становится неэффективным или вообще невозможным. (См. книгу "Тракторы и автомобили". Под ред. В.А.Скотникова. М., Агропромиздат, 1985, с.328). Кроме того колесный движитель имеет высокое удельное давление, что в случае использования данного движителя при работе на полях ведет к нежелательному уплотнению и разрушению структуры почвы, а следовательно, к снижению урожайности. (См. книгу А.М.Гуревич, Е.М.Сорокин "Тракторы и автомобили". М., Колос, 1979, с.350).

Общеизвестен также гусеничный движитель, где опорные катки перекатываются по гладкому, относительно ровному искусственному пути, образуемому выстилающимися на опорной поверхности звеньями бесконечной гусеничной цепи. Зубья ведущих колес гусеничного движителя, зацепляясь за гусеницы, стремятся выдернуть их из-под опорных катков машины. Однако гусеницы прижаты к опорной поверхности весом машины, поэтому перекатить машину по гусеницам легче, чем выдернуть гусеницы из-под опорных катков. Большая площадь гусениц, соприкасающаяся с опорной поверхностью, обеспечивает движителю хорошее сцепление с ней, а значит, дает возможность развивать более высокие тяговые усилия в сравнении с колесным движителем. При одинаковых тяговых усилиях буксование гусеничного движителя меньше, масса гусеничном машины распределяется по значительно большей опорной поверхности, чем колесной. Благодаря этому достигается малое удельное давление на опорную поверхность, из-за чего гусеничные машины обладают повышенной проходимостью по рыхлым и влажным грунтам и оказывают меньшее уплотняющее воздействие на почву, уменьшаются и затраты мощности на движение машины. К недостаткам гусеничного движителя в сравнении с колесным относятся: повышенная металлоемкость, сложность конструкции и более высокая стоимость, большие потери на самопередвижение по твердым опорным поверхностям, меньшие транспортные скорости. (См. книгу "Тракторы и автомобили". Под ред. В.А.Скотникова. М., Агропромиздат, 1985, с.332). Кроме того при повороте гусеничной машины, обычно содержащей два гусеничных движителя по бокам платформы, необходимо устройство, отключающее внутренний по отношению к центру поворота гусеничный движитель вплоть до его полного затормаживания, либо как у трактора Т-150 включение неодинаковых передач на каждый движитель в трансмиссии, что значительно ее усложняет. Трансмиссию усложняет еще и устройство изменения частоты вращения ведущего колеса для изменения скорости движения и тягового усилия в отличие от шагающих движителей в живой природе, где скорость движения изменяется изменением длины шага. Также недостатком гусеничного движителя является то, что при повороте гусеницы относительно опорной поверхности поворачиваются юзом, что значительно увеличивает затраты мощности на поворот, и в случае двух движителей по бокам платформы тяги одного движителя при отключенном внутреннем к центру поворота бывает недостаточно, особенно на слабонесущих опорных поверхностях, для осуществления поворота. Этим и объясняется усложнение конструкции трансмиссии трактора Т-150 для обеспечения поворота включать неодинаковые передачи на бортовые движители. Причем крутой поворот осуществить данным способом невозможно, что осуществлено в военной технике путем дальнейшего усложнения трансмиссии, где обеспечена возможность включения заднего хода с приводом от двигателя на внутренний к центру поворота движитель. Также увеличение опорной поверхности как путем удлинения гусеницы, так и увеличения ее ширины ограничивается условиями возможности поворота на юз, где величина крутящего момента от силы тяги включенного движителя на плечо, равное колее - расстоянию между осевыми линиями через середины профилей гусениц, должна быть больше момента сопротивления повороту. По этим, а также конструктивным возможностям не представляется возможным использовать в качестве опорной поверхности ширину машины между внутренними краями гусениц.

Наиболее близким техническим решением является "Шагающий ход", содержащий опорную лыжу и механизм привода, где перемещение платформы осуществлено поочередным опиранием на лыжи и где за время опирания на лыжи платформа поднимается и перемещается по ходу движения, за время опирания на платформу лыжи поднимаются и перемешаются также по ходу платформы. (См. книгу А.Ф.Крайнев "Словарь-справочник по механизмам". М., Машиностроение, 1981, с.406…407).

Недостатком данного технического решения является невозможность изменения длины шага, а с ним и скорости движения и жесткости передачи движения от опорной лыжи на корпус платформы при сколь-нибудь значительных скоростях движения платформы.

Целью изобретения является упрощение конструкции трансмиссии машины путем исключения механизмов поворота ведущего моста или коробки передач, обеспечение возможности бесступенчатого регулирования скорости движения с упрощением трансмиссии, значительного снижения мощности при повороте по сравнению с гусеничным движителем на всех радиусах поворота, увеличение проходимости как тягача, так и при самопередвижении малины, снижение динамических нагрузок на платформу от взаимодействия опорной поверхности движителя на несущую поверхность (дорогу).

Поставленная цель осуществлена тем, что шагающий ход содержит платформу, на которой установлен кривошипно-ползунный механизм с кривошипом, ползуном и направляющей ползуна, и опорную лыжу, которая шарнирно соединена со свободным концом ползуна, а направляющая ползуна шарнирно закреплена на платформе в плоскости движения ползуна. На платформе дополнительно установлен силовой механизм перемещения по плоскости, на подвижном звене которого шарнирно закреплена направляющая ползуна в плоскости его движения. В кинематической цепи между платформой и опорной поверхностью лыжи установлен упругий элемент. Упругий элемент закреплен на лыже, с которым шарнирно соединен ползун, либо ползун выполнен телескопическим, между подвижными в осевом направлении частями которого установлен упругий элемент.

Самоходная машина на основе шагающего хода содержит платформу с двигателем, трансмиссией и устройствами управления, на каждом боковом борту которой установлены несколько шагающих ходов, кривошипы которых кинематически соединены и развернуты по углу поворота относительно друг друга, а перемещение направляющих ползунов относительно каждого бокового борта платформы обеспечено независимыми от другого борта силовыми механизмами, управление которыми осуществлено рулевым устройством и устройством изменения скорости движения самоходной машины.

Изобретение поясняется схемами, где на фиг.1 изображена схема шагающего хода; на фиг.2 - самоходная машина с четырьмя механизмами шагающего хода на каждом боковом борту.

На платформе 1 закреплен кривошип 2, который посредством ползуна 3 и через упругий элемент 4 взаимодействует с лыжей 5, перемещаясь по направляющей ползуна 6, которая шарнирно закреплена на платформе 1 с возможностью изменения своего положения относительно этой платформы в плоскости движения ползуна силовым механизмом 7. Лыжа 5 взаимодействует своей опорной поверхностью 8 с несущей поверхностью (дорогой).

Работает описываемый шагающий ход следующим образом. При вращении кривошипа 2, который закреплен на платформе 1, ползун 3 перемещается по направляющей, 6 которая шарнирно закреплена на платформе 1 с возможностью изменения положения относительно платформы 1 в плоскости движения ползуна силовым механизмом 7 и совершает возвратно-поступательное и колебательное движения, сообщая их лыже 5, которая шарнирно закреплена на свободном конце ползуна и периодически взаимодействует своей опрвой поверхностью 8 с дорогой, приподнимая платформу 1 и сообщая ей перемещение относительно дороги. При положении когда кривошит 2 находится выше горизонтали, проходящей через центр его вращения, лыжа 5 переносится вперед по направлению движения платформы 1, которая при наличии нескольких шагающих ходов, закрепленных на этой платформе, опирается в это время на лыжи других ходов, которые в свою очередь сообщают ей движение, а при отсутствии других ходов платформа 1 сама опирается о дорогу. Наличие упругого элемента 4 в кинематической цепи платформа 1 - опорная поверхность 8 лыжи 5 обеспечивает плавное нарастание усилия на подъем и перемещение платформы 1, одновременно компенсируя неровности дороги, и служит увеличению плавности хода платформы 1. Перемещая силовым механизмом 7 шарнирную направляющую 6 ползуна 3 относительно платформы 1, изменяют амплитуду колебаний лыжи 5 относительно дороги, а вместе с этим и длину шага лыжи 5 на оборот кривошипа 2, изменяя таким обрезом линейную скорость и тяговое усилие платформы 1 в направлении движения при постоянной частоте вращения кривошипа 2. При удалении ползуна 6 от оси вращения кривошипа 2 скорость движения платформы 1 уменьшается, а тяговое усилие возрастает и наоборот.

Описанный шагающий ход позволяет бесступенчато регулировать поступательную скорость платформы 1 и ее тяговое усилие, а также позволяет снизить динамические нагрузки на платформу, увеличив таким образом плавность хода с компенсацией неровностей дороги.

Самоходная машина на основе шагающего хода содержит платформу 1 с двигателем и трансмиссией. На каждом боковом борту этой платформы установлено не менее трех шагающих ходов, кривошипы 2 которых кинематически соединены между собой и развернуты по углу поворота относительно друг друга на величину, ревную частному от деления окружности, на количество установленных шагающих ходов. Перемещение направляющих 6 ползунов 3 относительно каждого борта платформы 1 обеспечено независимыми от другого борта силовыми механизмами 7, управление которыми осуществлено рулевым устройством и устройством изменения скорости движения самоходной машины.

Работает описываемая самоходная машина следующим образом. При прямолинейном движения масса машины попеременно опирается на лыжи 5 шагающих ходов, линейная скорость которых одинакова для обоих бортов. Для осуществления поворота направлявшие 6 ползунов 3 борта, в сторону которого происходит поворот, силовым механизмом 7 соответствующего борта перемещаются от осей вращения кривошипов 2, в результате чего длина шага лыж 5 уменьшается при той же частоте вращения кривошипов 2 и машина поворачивается. Для осуществления крутого поворота силовой механизм 7 противоположного борта перемещает направляющие 6 своего борта к осям вращения кривошипов 2 и шаг лыж 5 этого борта увеличивается. Даже при очень крутом повороте (на месте), что присуще гусеничным машинам, не происходит поворота лыж 5 на юз, поскольку они постоянно переступают с места на место даже при нулевой скорости поступательного движения, чем существенно снижаются затраты мощности при повороте против гусеничных машин, и повышается проходимость, поскольку лыжи не зарываются в слабонесущую опорную поверхность, увеличивая сопротивление повороту, и даже при очень малых величинах длины шага обеспечивается передвижение машины. Изменение поступательной скорости машины осуществлено синхронным перемещением направляющих 6 обоих бортов, что ведет к изменению длины шага лыж 5 на оборот кривошипа 2, в результате чего при постоянной частоте вращения кривошипа 2 с увеличением длины шага скорость машины, причем бесступенчато, увеличивается, с уменьшением снижается. При уменьшении длины шага проходимость машины существенно возрастает из-за отсутствия проскальзывания лыжи 5 относительно опорной поверхности (дороги), поскольку при малом шаге во время рабочего хода угол между реакцией дороги, направленной вертикально, и осью ползуна (направление результирующей силы от реакции дороги и силы, обеспечивающей движение машины) весьма мал, отсюда мала и сила, стремящаяся обеспечить проскальзывание лыжи, то есть в данном случае почти всегда сила сцепления лыжи с дорогой больше силы на самоперемещение машины, то есть обеспечивается самопередвижение машины. В случае же использования машины в качестве тягача силы сцепления с дорогой может и не хватить, но в любом случае самопередвижение машины обеспечивается на любых поверхностях (дорогах), где погружение лыж в опорную поверхность меньше двух радиусов кривошипа 2.

Использование описанной самоходной машины позволяет повысить проходимость, снизить затраты мощности на поворот, уплотняющее воздействие на опорную поверхность (особенно актуально для сельского хозяйства), поскольку конструкцией не регламентируется ни длина машины, ни ширина лыж (возможно использовать даже площадь под машиной между ее бортами). Существенно упрощается конструкция трансмиссии путем исключения механизмов поворота ведущего моста и механизмов или устройств изменения скорости.

1. Шагающий ход, содержащий платформу, на которой установлен кривошипно-ползунный механизм с кривошипом, ползуном и направлявшей ползуна и опорную лыжу, отличающийся тем, что лыжа шарнирно соединена со свободным концом ползуна, а направляющая ползуна шарнирно закреплена на платформе в плоскости движения ползуна.

2. Шагающий ход по п.1, отличающийся тем, что на платформе дополнительно установлен силовой механизм перемещения по плоскости, на подвижном звене которого шарнирно закреплена направляющая ползуна в плоскости его движения.

3. Шагающий ход по п.1, отличающийся тем, что в кинематической цепи между платформой и опорной поверхностью лыжи установлен упругий элемент.

4. Шагающий ход по п.3, отличающийся тем, что упругий элемент закреплен на лыже и с которым шарнирно соединен ползун.

5. Шагающий ход по п.3, отличающийся тем, что ползун выполнен телескопическим, между подвижными в осевом направлении частями которого установлен упругий элемент.

6. Самоходная машина на основе шагающего хода, содержащая платформу с двигателем, трансмиссией и устройствами управления, отличающаяся тем, что на каждом боковом борту этой платформы установлены несколько шагающих ходов, кривошипы которых кинематически соединены и развернуты по углу поворота относительно друг друга, а перемещение направляющих ползунов относительно каждого бокового борта платформы обеспечено независимыми от другого борта силовыми механизмами, управление которыми осуществлено рулевым устройством и устройством изменения скорости движения самоходной машины.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к транспортной технике. .

Изобретение относится к транспортным устройствам и может быть применено в шагающей инвалидной коляске. .

Изобретение относится к области транспортной техники. .

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости. .

Изобретение относится к шагающим транспортным средствам. .

Изобретение относится к шагающим транспортным средствам повышенной проходимости. .

Изобретение относится к транспортным устройствам и может быть применено в шагающем роботе. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается шагающих транспортных средств и созданных на этой базе автомобилей. .

Изобретение относится к динамическим системам и может быть использовано как транспортное средство для перемещения грузов. .

Изобретение относится к самоходным транспортным средствам, способным перемещаться по наклонным и вертикальным поверхностям, и может быть использовано для переноса технологического оборудования при проведении работ в труднодоступных местах и зонах с повышенной опасностью.

Изобретение относится к шагающим колесам и может быть использовано в транспортных средствах повышенной проходимости, в частности, для перемещения объектов по лестницам

Изобретение относится к динамическим системам и может быть использовано как транспортное средство для перемещения пассажиров или грузов

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано в фермерских и лесных хозяйствах

Изобретение относится к области транспортной техники. Шагающее транспортное средство содержит корпус, по бортам которого расположены два передних и два задних кронштейна, установленных с возможностью поворота вокруг вертикальных осей и снабженных отдельными приводами поворота. На каждом кронштейне смонтированы параллельные, соединенные между собой направляющие для двух телескопических опорных стоек, снабженных отдельными электромеханическими приводами горизонтальных и вертикальных перемещений. Направляющие для каждой стойки выполнены в виде двух разнесенных по высоте цилиндрических труб, и на них размещены каретки с шариковыми втулками, соединенные с корпусами телескопических опорных стоек. Достигается снижение энергозатрат на движение шагающего транспортного средства за счет уменьшения массы и габаритов движителей и возможности изменять траекторию перемещения телескопических опорных стоек в зависимости от рельефа местности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Машина // 2499720
Изобретение относится к машиностроению. Машина содержит двигатель, трансмиссию, силовую передачу, ходовую часть, механизмы управления, рабочее оборудование, опоры с шагающим (реверсивным) приводом для вертикального хождения, взаимодействующие с упорами, и гидроцилиндр подъема передней оси машины. Достигается повышение эффективности работы машины. 7 ил.

Изобретение относится к шагающему движителю. Шагающий движитель содержит приводной кривошип, который шарнирно соединен со срединой моста, на концах которого шарнирно закреплены валы с закрепленными на них шаровыми пальцами, шарнирно соединенными с башмаками опор. Расстояние между центрами валов опор равно длине четырех радиусов кривошипа. На расстоянии трех радиусов кривошипа на балке моста по линии, соединяющей центры валов опор, шарнирно устанавливают ролики опорно-поворотного механизма. При повороте приводного кривошипа ролики катятся по опорно-направляющей пластине, жестко закрепленной на корпусе, а одна из опор перемещается по опорному участку траектории. Расстояние между корпусом и опорным участком траектории одинаково при любом положении кривошипа. Технический результат - повышение скорости, проходимости и маневренности движителя. 13 ил.

Изобретение относится к транспортным устройствам, автономно работающим внутри трубопроводов для контроля внутреннего состояния труб, например с помощью телевизионной камеры. Устройство содержит два идентичных по конструкции оконечных модуля. Каждый модуль состоит из вертикальной панели с шарнирно закрепленными на ней и равномерно расположенными как минимум тремя поперечными электроактуаторами, на корпусах которых закреплены свободновращающиеся опорные колеса с возможностью их передвижения по внутренней поверхности трубопровода. Между оконечными модулями расположен средний модуль, включающий две торцевые панели, между которыми жестко закреплены продольный электроактуатор и как минимум две телескопические направляющие. Средний модуль соединен с каждым оконечным модулем посредством подпружиненного шарнира Гука, одна ось которого крепится на торцевой панели среднего модуля, а другая ось - на вертикальной панели соответствующего оконечного модуля. Пружина, охватывающая шарнир Гука, одним концом упирается в торцевую панель среднего модуля, а другим концом - в упорную шайбу, установленную на оси шарнира Гука, соединенной с вертикальной панелью соответствующего оконечного модуля. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные качества внутритрубного транспортного устройства за счет гибкости и легкости конструкции, уменьшения трения при его движении по трубопроводу. 2 ил.

(57) Изобретение относится к транспортной технике. Шагающее транспортное средство содержит корпус, левый и правый шагающие движители. Шагающие движители выполнены в виде соосно установленных на корпусе, направленных вниз и связанных кулисами с кривошипом через расположенные на кривошипе через 180° ползуны коренных рычагов. На свободном конце каждого из коренных рычагов шарнирно закреплен направленный вниз-взад опорный рычаг с опорной пятой и передним плечом, связанным через шатун с рельефным рычагом. Ось рельефного рычага выполнена с роторным поршнем, образующим с обеих сторон с корпусом полости, а кривошип выполнен с золотником для перекрытия канала сообщения между полостями при расположении соответствующего ползуна в противоположной от оси коренного рычага половине круговой траектории движения ползуна. Каждая опорная пята выполнена в виде мягкого ролика, установленного на вилке, шарнирно закрепленной на конце опорного рычага. Каждый опорный рычаг выполнен с расположенным сверху задним плечом. Заднее плечо имеет фрикционную колодку для торможения мягкого ролика в верхнем положении вилки, а также пружину сжатия, которая упирается вторым концом в вилку. Опорный рычаг выполнен с расположенным снизу упором для создания зазора между фрикционной колодкой и мягким роликом в нижнем положении вилки. Достигается получение заднего хода у шагающего транспортного средства, а также получение бесшумной и долговечной работы опорных пят. 1 ил.

Изобретение относится к шагающим транспортным средствам повышенной проходимости с движителями-ногами. Шагающее транспортное средство повышенной проходимости с движителями-ногами содержит трубу, на которой смонтированы три платформы. Две платформы неподвижно закреплены на трубе, а одна может перемещаться по трубе. Каждая из платформ снабжена четырьмя механическими ногами с автоматическим приводом и датчиками - визуальными и тактильными и датчиками положения суставов ног для обеспечения устойчивого положения ног на неровной поверхности с возможностью адаптации и изменения положения ног путем переступания. Ноги необходимы для обеспечения устойчивости. Если одна из ног поднята для поиска точки опоры, то три других должны быть расположены так, чтобы проекция центра тяжести системы находилась в треугольнике устойчивости. Достигается повышение устойчивости транспортного средства наряду с переносом значительных грузов при преодолении препятствий на сильно пересеченной местности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к транспортным устройствам, автономно работающим внутри трубопроводных обвязок компрессорных станций для контроля внутреннего состояния труб, например с помощью телевизионной камеры. Устройство содержит два идентичных оконечных модуля и расположенный между ними средний модуль. Каждый оконечный модуль состоит из двух вертикальных панелей с закрепленными между ними посредством шаровых опор тремя равномерно расположенными продольными электроцилиндрами, образующими поворотно-шаговый механизм. К наружным панелям оконечных модулей соосно прикреплены поворотные механизмы. На выходных валах поворотных механизмов закреплены опорно-распорные блоки, включающие основания с равномерно расположенными на них тремя радиальными электроцилиндрами, установленными с возможностью вращения в направлении, перпендикулярном продольной оси устройства. К радиальным электроцилиндрам закреплены свободно вращающиеся опорные сферические колеса. Изобретение позволяет улучшить эксплуатационные качества устройства за счет применения поворотно-шаговых механизмов и поворота опорно-распорных блоков для позиционирования радиальных электроцилиндров при прохождении боковых отводов трубопровода. 2 ил.
Наверх