Колесно-шагающий движитель

 

5522З2

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.03.75 (21) 2112271/11 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.03.77. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 22.04.77 (51) М. Кл 2 В 62D 57/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 629.113.033 (088.8) (72) Авторы изобретения

И ф Кажукало, A. Jl. Кемурджиан, В. И. Комиссаров, Г. Н. Корепанов, Б. М. Лубенко, М. И. Маленков, В, К. Мишкинюк и П. С. Сологуб (71) Заявитель (54) КОЛ ЕСНО-ШАГАЮЩИЙ ДВИ)КИТЕЛЬ

Изобретение относится к области транспортной техники, в частности к движителям транспортных средств высокой проходимости.

Известен колесно-шагающий движитель, содержащий два шарнирно сочлененных рычага, первый из которых своим свободным концом со ступицей поворотно соединен с корпусом транспортного средства, а второй — со ступицей ходового колеса, приводы вращения колеса и рычагов и механизм блокировки последних (1).

Однако известный колесно-шагающий движитель снабжен тремя независимыми приводами каждого рычага и ходового колеса, и эти приводы управляются тремя рычагами, размещенными в кабине транспортного средства. Учитывая то, что транспортное средство содержит, как правило, не менее четырех колесно-шагающих движителей, оператору черезвычайно трудно одновременно управлять двенадцатью рычагами.

Цель изобретения — упрощение управления движителем.

Это достигается тем, что привод вращения рычагов состоит из солнечной шестерни, которая размещена соосно со ступицей первого рычага и жестко прикреплена к корпусу транспортного средства; сателлита, зацепленного через паразитное колесо с солнечной шестерней и установленного на валу, проходящем через сочленяющий шарнир рычагов и жестко соединенном со вторым рычагом, при этом привод вращения колеса состоит по крайней мере из двухступенчатого редуктора, входной вал которого расположен соосно ступице первого рычага, промежуточный — сочленяющему шарниру, выходной — ступице ходового колеса, а механизм блокировки установлен в корпусе транспортного средства и соединен со ступицей первого рычага; кроме того, механизм блокировки состоит из червячной пары, снабженной командным электродвигателем, при этом червячная шестерня связана со ступицей первого рычага, а червяк—

15 с корпусом.

Использование в предлагаемом движителе планетарной передачи позволяет при передаточном числе от солнечной шестерни к сателлиту, равном +0,5, обеспечить возвратно-по20 ступательное перемещение колеса наиболее простым и надежным механическим способом при круговом движении первого рычага. Размещение редуктора в рычагах позволяет обойтись одним приводом для обеспечения враще25 ния и поступательного перемещения ходового колеса. Управление режимами движения (колесным и колесно-шагающим) предельно упрощается, поскольку колесный режим обеспечивается блокировкой первого рычага, а ко30 лесно-шагающий — его разблокировкой, при

552232 этом рычаги приходят в движение за счет реактивного момента в редукторе и имеет место автоматическая самонастройка механизма, а именно: чем больше сопротивление поступательному перемещению колеса, тем больше величина приложенного к колесу внешнего момента сопротивления и соответственно больше реактивный момент в редукторе и величина толкающего усилия поступательного перемещения колеса. Для обеспечения прямолинейных возвратно-поступательных перемещений колеса рычаги выполнены равной длины, что позволяет простым способом обеспечить безотрывность колеса от грунта при движении по ровной поверхности и восприятие колесом нагрузки.

Использование червячной пары, снабженной командным электродвигателем, упрощает переключение с колесного режима на колесношагающий и обратно, а размещение рычагов в полости диска ходового колеса расширяет дорожный просвет и исключает утыкание рычагов в препятствия.

На фиг. 1 изображен движитель, разрез по оси ходового колеса, вид сверху; на фиг. 2— то же, вид сбоку, с частичным вырезом колеса и первого рычага; на фиг. 3 — характерные фазы работы движителя в колесно-шагающем режиме.

Колесно-шагающий движитель состоит из двух пустотелых, шарнирно сочлененных рычагов 1 и 2, первый из которых своим свободным концом со ступицей поворотно соединен с корпусом 3 транспортного средства, а второй — со ступицей ходового колеса 4, Рычаги установлены в продольной плоскости транспортного средства. Необходимая траектория перемещения колеса обеспечивается встроенной в первом рычаге планетарной передачей; образованной солнечной шестерней 5, которая размещена соосно со ступицей рычага 1 и жестко прикреплена к корпусу 3; водилом (рычаг 1) и сателлитом 6, жестко соединенным с рычагом 2 посредством вала 7. Между солнечной шестерней 5 и сателлитом 6 установлено паразитное колесо 8, обеспечивающее необходимое направление вращения рычага 2 в его планетарном движении, Передаточное отношение от солнечной шестерни 5 к сателлиту 6 выбрано равным +0,5, благодаря чему при равной длине рычагов обеспечивается строго прямолинейная траектория возвратнопоступательных перемещений ходового колеса

4 за счет кругового движения рычага 1. Механизм блокировки, обеспечивающий неподвижность рычагов в колесном режиме движения, выполнен в виде червячной пары, образованной колесом 9, жестко соединенным с рычагом

1, и червяком 10. Механизм блокировки снабжен командным электродвигателем 11, связанным с червяком 10 и переключателем прямого и обратного вращений электродвигателя.

Вращение ходового колеса 4 и его перемещения обеспечиваются от приводного вала 12 и осуществляются с помощью редуктора, раз5

ФЯ

65 мещенного в,рычатах 1 и 2; при этом входной вал редуктора расположен соосно ступице рычага 1 и конструктивно объединен с приводным валом 12, промежуточный вал 13 установлен соосно сочленяющему рычаги шарниру, а выходной вал 14 — соосно ступице ходового колеса 4 и жестко соединен с нею шлицами. Передача момента к ступице ходового колеса 4 осуществляется шестерней 15, посаженной на вал 12, блоком шестерен 16, далее — блоком шестерен, конструктивно объединенных с промежуточным валом !3, блоком шестерен 17 и шестерней 18, посаженной на выходной вал 14. Рычаги 1 и 2 размещены в полости диска ходового колеса 4.

Работа колесно-шагающего движителя осуществляется следующим образом.

При выключенном командном электродвигателе 11 рычаг 1 блокирован червячной парой, рычаг 2 при этом также блокирован, поскольку солнечная шестерня 5 и водило (рычаг 1) планетарной передачи неподвижны. Вся мощность от приводного вала 12 через размещенный в рычагах редуктор передается ходовому колесу, и движитель работает как обычный колесный движитель. Все моменты, возникающие в движителе: реактивный момент от редукции, момент от нормальной реакции на колесе относительно оси приводного вала

12 передаются на кор пус 3 транспортного средства.

При включении командного электродвигателя 11 в направлении, соответствующем направлению действия реактивного момента на рычаге 1, рычаги 1 и 2 разблокируются и получают возможность вращаться,,причем силовым моментом является реактивный момент редуктора, обусловленный внешним моментом на колесе, а электродвигатель 11 и червячная передача при этом только разрешают вращение рычагов. При вращении рычага 1, например, против часовой стрелки (см. фиг. 2 и 3), рычаг 2, будучи связанным с сателлитом 6 планетарной передачи, размещенной в рычаге

1, с передаточным отношением +0,5, вращается с той же угловой скоростью, что и рычаг 1, но по часовой стрелке, при этом вследствие равенства длин рычагов 1 и 2 ось колеса совершает прямолинейные возвратно-поступательные перемещения относительно корпуса 3 транспортного средства. Таким образом, от одного привода (приводного вала 12) обеспечивается как вращательное, так и возвратнопоступательное перемещение колеса относительно корпуса.

Указанные возможности движителя могут быть реализованы в режиме так называемых прерывных походок, который заключается в том, что при неподвижном корпусе транспортного средства все колеса поочередно (по одному или по группам) сначала выносятся относительно корпуса вперед в направлении движения, а затем относительно неподвижных колес выносятся в направлении движения корпус транспортного средства, после чего цикл

552232

15

20 повторяется, при этом обеспечиваются высокие тягово-сцепные свойства движителя.

Рассмотрим более подробно колесо-шагающий режим работы движителя (см. фиг. 3).

Перед этапом переноса ходового колеса корпус 3 транспортного средства неподвижен: фп=О, а колесо занимает крайнее заднее положение. При включении командного электродвигателя 11 и вращении приводного вала

12 на ходовом колесе 4 и рычаге 1 возникают соответственно моменты М и М, которые обеспечивают вращение колеса 4 и рычага 1 с угловыми скоростями о и ош; при этом и направляющий механизм и колесо будут обеспечивать перемещение оси колеса со скоростью К, (фиг. За, б, в, г, д), а само колесо перемещается вперед как толкаемое ведущее колесо.

При достижении колесом крайней передней точки траектории возвратно-поступательного перемещения (см. фиг. Зд) командный электродвигатель 11 и привод вращения вала 12 выключаются. При этом колесо переместится на величину S, равную суммарной длине рычагов 1 и 2.

Аналогичный цикл последовательно совершают остальные колеса транспортного средства.

После переноса всех колес вперед начинается этап переноса корпуса, что достигается одновременным включением командных электродвигателей 11 и приводных валов 12 всех колес (см. фиг. 3е, яс, и, к, л). При этом направления моментов на рычаге 1 и ходовом колесе 4 сохраняются, а перемещение оси колеса относительно корпуса, создаваемое направляющим механизмом, изменяется на противоположное, в результате чего момент на колесе М„является упорным моментом для перемещения корпуса вперед.

После завершения этапа переноса корпуса (см. фиг. Зл) командный электродвигатель 11 и привод вращения вала 12 отключается. При этом корпус переме iается на величину S, равную перемещению колеса, В последующем цикл движения повторяется.

Поскольку вращение и возвратно-поступательное перемещение колеса осуществляется за счет мощности, поступающей с общего приводного вала 12, а электродвигатель 11 является не силовым, а командным, установочная мощность привода транспортного средства с предлагаемым движителем снижается примерно в 1,5 раза.

Зо

Управление транспортным средством с предлагаемым движителем существенно упрощается, так как число управляемых элементов уменьшается с двенадцати до восьми (для четырехколесной машины), при этом управление прямолинейным движением ввиду циклического характера шагания легко автоматизируется и сводится в конечном счете к включению прямого и заданного хода в колесном и колесно-шагающем режимах. Примененный в движителе механизм шагания позволяет при небольшой длине рычагов обеспечить большой шаг, а размещение рычагов в полости диска колеса повышает профильную проходимость транспортного средства. Преимуществом рассматриваемого движителя является и то, что переход на колесный режим движения можно осуществить после блокировки рычагов в любой точке траектории поступательного перемещения колеса.

Формула изобретения

1. Колесно-шагающий движитель, содержащий два шарнирно сочлененных рычага, первый из которых своим свободным концом со ступицей поворотно соединен с корпусом транспорт ного средства, а второй — со ступицей ходового колеса, приводы вращения колеса и рычагов, и механизм блокировкн последних, отличающийся тем, что, с целью упрощения управления, привод вращения рычагов состоит из солнечной шестерни, размещенной соосно со ступицей первого рычага и жестко прикрепленной к корпусу транспортного средства, сателлита, зацепленного через паразитное колесо с солнечной шестерней и установленного на валу, проходящем через сочленяющий шарнир рычагов и жестко соединенном со вторым рычагом, при этом привод вращения колеса состоит по крайней мере из двухступенчатого редуктора, входной вал которого расположен соосно ступице первого рычага, промежуточный — сочленяющему шарниру, выходной — ступице ходового колеса, а механизм блокировки установлен в корпусе транспортного средства и соединен со стчпицей первого рычага.

2. Движитель IIo II. 1, отличающийся тем, что механизм блокировки состоит из червячной пары, снабженной командным электродвигателем, при этом червячная шестерня связана со ступицей первого рычага, а червяк — с корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США Кэ 3842926, кл. 180-8, 1974.

552232

Риз. 1

Составитель Д. Аптер

Техред И. Карандашова

Редактор А, Купрякова

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 767/8 Изд. № 341 Тираж 899 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5