Шар-колесо калинкина

Изобретение относится к устройствам для перемещения объектов (грузов) преимущественно по горизонтальной поверхности и может быть использовано в качестве подвижной опоры напольного высокоманевренного транспортного средства. Шаровая опора состоит из держателя и опорного шара. Между держателем и опорным шаром расположены роликовые опоры, содержащие попарно установленные и кинематически соединенные шпиндели с роликами. Достигается повышение маневренности за счет увеличения подвижности шаровой опоры. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для перемещения объектов (грузов) преимущественно по горизонтальной поверхности и может быть использовано в качестве подвижной опоры напольного высокоманевренного транспортного средства.

Известны технические решения опорных устройств, обеспечивающих более высокие по сравнению с другими характеристики подвижности и основанных на трении качения, которые в опорной части используют шарообразный элемент как колесо, перекатывающееся по поверхности, например: Шароход Кашарова. Техника-молодежи. №7, 1982 г., с.6-10; Шаровая опора. Патент РФ 1426006, заявка 4087149/23 от 16.05.1986 г.; Шаровая колесная опора. Крайнев Ф.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987, с.528, 529.

Общеизвестным примером высокоподвижной опоры является механизм, предложенный инженером Кашаровым и получивший название «шароход инженера Кашарова» /Шароход Кашарова. Техника-молодежи. №7, 1982 г., с.6-10/. Основной элемент шарохода - это пара усеченных с двух сторон шаров, установленных с возможностью вращения в специальной обойме таким образом, что их оси образовывали угол в 90°. В отличие от обычного колеса обойма не только поворачивается вокруг собственной оси, но и перемещается в осевом направлении на вращающихся шарах. Транспортное средство, установленное на такие опоры, может катиться в любом направлении, не поворачивая колес. В механизме инженера Кашарова перемещение опоры, представляющей собой совокупность нескольких шаров, объединенных в тележки, сопровождается одновременным вращением обойм и шаров внутри них, что приводит к чередованию пар шаров, находящихся в контакте с опорной поверхностью. Это вызывает неустойчивость тележек, их раскачивание при движении и подпрыгивание.

Более эффективным в работе является техническое решение /Шаровая опора. Патент РФ 1426006, заявка 4087149/23 от 16.05.1986 г./, в котором предложено использовать шаровую опору, содержащую неподвижный корпус и вращающийся корпус с опорными цапфами и роликами, при этом вращающийся корпус выполнен в виде трубы с поперечными прорезями, в которых шарнирно на осях, перпендикулярных оси трубы, установлены ролики, диаметр которых больше диаметра трубы, поперечные прорези развернуты одна относительно другой, а опорные ролики выполнены сферическими со срезанными по торцам сегментами. Транспортное средство, установленное на такую шаровую опору, содержащую вращающийся трубчатый корпус и как минимум три ролика, может двигаться в любом направлении за счет одновременного вращения трубчатого корпуса и сферических опорных роликов. При этом движение опоры сопровождается постоянным чередованием роликов, которые в данный момент взаимодействуют с поверхностью: при выходе из контакта с поверхностью какого-либо из роликов одновременно начинает работать один из двух других. Это вызывает неизбежное пересопряжение (смещение точки опоры), приводящее к повышению динамики, снижению плавности хода. Кроме того, при повороте транспортного средства возникает проскальзывание в контакте роликов с поверхностью, обусловленное тем, что ролики разнесены в трубчатом корпусе и двигаются по дугам окружностей разного радиуса.

Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является шаровая колесная опора /Шаровая колесная опора. Крайнев Ф.Ф. Словарь-справочник по механизмам. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987, с.528, 529./, которая обеспечивает плавное движение при использовании в нем поворотного сферического колеса. Опорная часть, имеющая сферическую поверхность и выполняющая роль опорного шара, соединена шарниром, имеющим наклонную ось, с промежуточным звеном, которое с помощью шарнира, имеющего вертикальную ось, соединено с рамой перемещаемого устройства. Шарнир и промежуточное звено вместе составляют конструктивный элемент, который можно назвать держателем опорной части - опорного шара. При движении опорная часть поворачивается вокруг вертикальной оси шарнира и катится в любом направлении, вращаясь относительно оси промежуточного звена.

Известное опорное устройство обладает тем недостатком, что для изменения направления движения поворотная стойка прежде должна повернуться подобно рулевому механизму автомобиля и только затем у сферического колеса появляется возможность перекатываться в нужном направлении. Однако вращательное движение поворотной стойки вызывает появление дополнительных (переходных с одного направления на другое) участков траектории, сопровождается трением и проскальзыванием в месте контакта колеса с поверхностью, что снижает кинематические возможности и затрудняет управление транспортным средством. В связи с этим ухудшается маневренность транспортного средства.

Задача изобретения - повышение маневренности за счет увеличения подвижности шаровой опоры.

Для достижения этого технического результата в шаровой опоре, имеющей в своем составе держатель и опорный шар, между держателем и опорным шаром введены дополнительно роликовые опоры, которые выполнены в виде попарно установленных и кинематически соединенных шпинделей с роликами.

Благодаря наличию перечисленных признаков предлагаемая шаровая опора взаимодействует с опорной поверхностью таким образом, что при изменении направления движения (повороте перемещаемого устройства) не требуется поворота опорного шара относительно вертикальной оси, что создает условия для непрерывного его контакта с реальной поверхностью без проскальзывания. Отсутствие проскальзывания переходных участков движения позволяет повысить стабильность контакта опорного шара, увеличить подвижность шаровой опоры и маневренность транспортного средства. Кроме того, предлагаемая совокупность признаков дает возможность транспортному средству выполнять любой сложности поступательные и вращательные движения, а также сочетать одновременно движения по прямой, кривой любой конфигурации и вращении на плоскости при обеспечении трения качения в контакте опорного шара как с поверхностью плоскости перемещения, так и с роликовыми опорами. Отсутствие каких-либо исключений в вариантах движения опоры обеспечивает неограниченный диапазон возможных траекторий перемещений по сравнению с другими шаровыми опорами, что расширяет кинематические возможности шаровой колесной опоры, повышает ее подвижность и позволяет сделать транспортное средство на основе такой опоры высокоманевренным.

Предлагаемая шаровая опора иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3. На фиг.1 и 2 показаны проекции шаровой опоры, соответствующие чертежным видам спереди и сверху.

На фиг.3 показан в разрезе один из шпинделей с закрепленным на нем роликом, выполненным в виде сферы.

Шаровая опора содержит опорный шар 1, роликовые опоры 2, держатель 3. Роликовые опоры выполнены в виде попарно установленных на держателе 3 шпинделей 4 с закрепленными на них консольно роликами 5. Шпиндели 4 кинематически соединены, например, с помощью зубчатой передачи 6. При работе шаровой опоры опорный шар 1 контактирует с плоской поверхностью 7.

Работа шаровой опоры происходит следующим образом.

При отсутствии движения внешняя нагрузка, например, от силы веса транспортируемого объекта передается на держатель 3 и далее через шпиндели 4, ролики 5 на опорный шар 1 и воспринимается плоской поверхностью 7.

При движении шаровой опоры вместе с нагрузкой от транспортируемого объекта на держателе 3 создается нагрузка, действующая в плоскости, параллельной поверхности 7, и вынуждающая катиться опорный шар 1 по поверхности 7. Движение от опорного шара 1 передается на ролики 5. При этом ролики 5 вращаются вокруг своей оси и одновременно частично передают движение на шпиндели 4, которые также приходят во вращение. Сочетание вращений шпинделей 4 и роликов 5 обеспечивает возможность поворота роликов в любом направлении, и, в частности, в том, которое им задается при передаче движения от опорного шара 1. Зубчатая передача 6, соединяющая попарно установленные шпиндели 4, передает вращение между шпинделями в каждой из пар, обеспечивая попеременный контакт закрепленных на них роликов 5 с опорным шаром 1.

Таким образом, предлагаемая шаровая опора за счет введения дополнительных опор качения, выполненных в виде сдвоенных вращающихся шпинделей, оснащенных роликами, обеспечивает стабильность контакта опорного шара, исключает проскальзывание и дополнительные переходы при изменении направления движения, а также дает возможность реализовать неограниченный диапазон возможных траекторий перемещений по сравнению с другими шаровыми опорами, что расширяет кинематические возможности шаровой опоры, подвижность и позволяет сделать транспортное средство на основе такой опоры высокоманевренным.

Шаровая опора, состоящая из держателя и опорного шара, отличающаяся тем, что между держателем и опорным шаром расположены роликовые опоры, содержащие попарно установленные и кинематически соединенные шпиндели с роликами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автомобилям высокой проходимости. .

Изобретение относится к транспортному машиностроению, может быть использовано в колесных транспортных средствах (ТС) и предназначено для получения поступательного движения в различных устройствах для перемещения пассажиров и грузов.

Изобретение относится к транспортной технике. .

Изобретение относится к транспортным средствам с колесами, имеющими увеличенную силу сцепления с поверхностью дороги. .

Изобретение относится к транспортному средству высокой проходимости с шагающими звеньями. .

Изобретение относится к автомобилям высокой проходимости. .

Изобретение относится к автомобилям высокой проходимости. .

Изобретение относится к транспортным средствам, преимущественно инвалидным креслам-коляскам, предназначенным для перемещения человека или груза по лестницам или ровной поверхности.

Изобретение относится к бронетехнике. .

Изобретение относится к транспортным средствам с колесно-шагающими движителями, преимущественно к военной технике. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к транспортному машиностроению. .

Шароход // 2297356
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве внедорожного транспортного средства, а также в сфере развлечения и игрушек для детей. .

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в автомобилях , погрузчиках, судовозных тележках , самоходных кранах и т д и позволяет обеспечивать перемещение его в любом задакном направлении, Цель изобретения - улучшение условий движения транспортного средства по неровной поверхности.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах для осуществления всенаправленного перемещения. .

Колесо // 781093

Колесо // 766906

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве привода автомобиля, тягача, робота. Сферомобиль состоит из несущей рамы, двигателя трансмиссии и колес, установленных на взаимно перпендикулярные оси или валы, приводящие последние во вращение. Каждое колесо выполнено в виде двух последовательно соединенных сферических сегментов - один из которых усеченный, а другой малый установлен на его усеченную часть соосно с ним, с возможностью свободного вращения вокруг их общей оси. Каждый полусферический сегмент снабжен приводами: одним для его вращения, другим для контролируемого поворота последнего. Усеченный сегмент снабжен приводом и в вертикальном положении может быть приведен во вращение на малом сегменте вокруг их общей оси. Поворот колес возможен как одновременно на всех колесах, так или на правых, или на левых колесах под любым углом от горизонтального положения до вертикального с возможностью фиксированной остановки в этом положении и от вертикального во внутреннюю сторону несущей рамы сферомобиля. Достигается повышение проходимости, расширение диапазона регулировки крутящего момента на ободе приводного колеса и повышение маневренности. 13 ил.

Шаропоезд // 2567976
Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано для транспортировки насыпных и/или наливных материалов. Шаропоезд содержит систему трех полых шарообразных колес-контейнеров, смонтированных параллельными осями вращения на охватывающей колеса-контейнеры раме. Оси вращения всех колес-контейнеров лежат в общей плоскости, когда по меньшей мере одно из двух крайних колес-контейнеров имеет наружный диаметр меньший диаметров двух других колес-контейнеров, или оси вращения не всех колес-контейнеров лежат в общей плоскости, когда охватывающая колеса-контейнеры рама выполнена с __/-образным изломом. Оси колес-контейнеров выполнены полыми, несущими поворотные фиксируемые полые консольные Г-образные загрузочные люки с уплотнением в осях. Технический результат - расширение функциональных возможностей шаропоезда. 2 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам с движителями, взаимодействующими с поверхностью дороги. Шароколесный движитель содержит держатель и опорный шар, роликовые опоры, выполненные в виде попарно установленных и кинематически соединенных между собой шпинделей с роликами. Дополнительно каждая из пар шпинделей снабжена приводным модулем, установленным в гнезде на держателе и кинематически связанным со шпинделями. Каждый из приводных модулей имеет в своем составе датчики перемещений, при этом шароколесный движитель оснащен источником питания и микроконтроллером с подключенной к нему бортовой вычислительной сетью, выполненной с возможностью подачи управляющих воздействий на приводные модули, а также сбора и обработки данных с датчиков перемещений. Техническая задача - расширение функциональных возможностей шаровой колесной опоры. 1 ил.

Изобретение относится к устройствам для перемещения объектов преимущественно по горизонтальной поверхности и может быть использовано в качестве подвижной опоры напольного высокоманевренного транспортного средства. Шаровая опора состоит из держателя и опорного шара. Между держателем и опорным шаром расположены роликовые опоры, содержащие попарно установленные и кинематически соединенные шпиндели с роликами. Достигается повышение маневренности за счет увеличения подвижности шаровой опоры. 3 ил.

Наверх