Спосіб оперативного зміни колії самохідного колісного транспортного засобу і самохідний колісний транспортний засіб для його здійснення

 

Винахід відноситься до електропривідним самохідним транспортним засобам із змінною колією (шириною колії) переважно в області медичної техніки для індивідуального використання особами з обмеженими фізичними можливостями (з обмеженою рухливістю) в різних експлуатаційних умовах, включаючи переміщення по салону авіалайнера.

Найпоширенішим способом повороту колісних наземних транспортних засобів (реалізується відповідними пристроями) є кінематичний спосіб з радіусом повороту R>0, при якому співвісні (передні та/або задні) колеса повертають в однаковому напрямі (і/або проти годинникової стрілки) на кут α≤±90° допомогою рульового приводу, наприклад рульової трапеції [1, 2]. Кінематичний поворот на місці (R=0) можливий за рахунок повороту передніх і задніх коліс на такі кути α≤±90°, при яких проекції їх осей обертання на горизонтальну площину перетинаються в одній загальній точці, яка є центром повороту [3]. У кожному з цих випадків вертикально орієнтована вісь повороту колеса, як правило, зміщена від статичного центру плями контакту колеса з горизонтальною опорною поверхнею на величину e (і, більш того, очего пляма контакту при повороті зміщується вперед або назад (поворачиваемое колесо "обкатується" навколо згаданих вертикальних осей) [1, 2, 4, 5]. Рідше зустрічаються варіанти з віссю повороту колеса, що проходить через центр плями контакту (поворачиваемое колесо "не обкатується") [6]. Так роблять, зокрема, у малогабаритних (індивідуальних) транспортних засобів, шасі роботів і деяких технологічних самохідних машин з мотор-колесами.

При необхідності оперативної зміни колії транспортного засобу (як колісного, так і гусеничного), в залежності від експлуатаційних умов (звуження проїзду або ширини грядки в сільському господарстві), застосовують один з чотирьох способів: зрушують/розсовують співвісні колеса (зміщують їх уздовж півосей в протилежні сторони), розсовують рукава мосту; змінюють ширину кожного колеса; переставляють колеса (при несиметричною їх конструкції) іншою стороною (останній спосіб - умовно оперативний, тому вимагає вивішування коліс на домкраті та їх демонтажу-монтажу) [7, 8].

Найбільш близьким аналогом (прототипом) заявляється способу, тобто збігається з ним за призначенням і за загальними істотними ознаками, є згаданий у джерелі інформації [8] спосіб оперативного зміни колії самохідного колісного транспортного засобу, при якому кожне колесо, розташування якого на тран�помилкові боку.

Однак такий спосіб зміни колії вимагає складної конструкції спеціального приводу і або енергетично невигідний (як однозначно силовий, особливо коли поряд з подоланням сили тертя доводиться компенсувати "бульдозерний ефект"), або знову-таки вимагає попереднього вивішування коліс, а значить умовно оперативний.

Завдання, на вирішення якої спрямовано заявляється винахід, полягає в поліпшенні техніко-експлуатаційних показників (характеристик) транспортного засобу за рахунок скорочення тривалості та енергоємності процесу зміни колії, із забезпеченням високої мобільності (маневреності). Це, зокрема, особливо актуально для індивідуальних електроприводних транспортних засобів (трансскутеров) для осіб з обмеженими фізичними можливостями, одна з опцій яких передбачає можливість оперативного зменшення колії для пересування по вузькому салону авіалайнера. Останній нюанс, власне, і зумовив початок авторських розробок у цьому напрямку і, як результат, створення винаходу.

Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі оперативного зміни колії самохідного колісного транспортногосительно вертикальної осі, зміщеної від статичного центру плями контакту колеса з горизонтальною опорною поверхнею в поперечному напрямку (тобто перпендикулярно поздовжньої вертикальної площини транспортного засобу), на 180°.

Рішення поставленої задачі досягається також додатковими істотними ознаками: по-перше, тим, що в зазначеному способі ліве і праве колеса повертають у неоднакових напрямках (наприклад, ліва - за годинниковою стрілкою, а праве - проти годинникової стрілки) і, по-друге, тим, що їх повертають в зазначеному діапазоні кутів одночасно.

Це, по-перше, виключає потребу, при конструктивній реалізації способу, свободи "закочування" колеса під несучу конструкцію (раму, корпус) транспортного засобу вперед і назад, наприклад через передні і задні симетричні ніші, і, по-друге, супроводжується більшою курсовою стійкістю при описуваної трансформації (відсутність реактивних встановлюють моментів).

Так як відомі (описані в огляді аналогів) варіанти конструкцій не дозволяють реалізувати заявляється спосіб зміни колії, доцільно взяти за базовий пристрій (і, одночасно, за прототип) найбільш схожий варіант і вдосконалити (�ства, тобто збігається з ним за призначенням і за загальним істотним конструктивними ознаками, є самохідний колісний транспортний засіб, що містить конструкцію з кріслом для особи з обмеженими фізичними можливостями, джерелом живлення, системою управління, щонайменше, одним переднім і двома задніми колесами, встановленими з можливістю примусового незалежного повороту навколо вертикальної осі за допомогою приводів [9].

У ньому вертикальні осі повороту, принаймні, коліс, що визначають колію транспортного засобу, проходять через статичні центри плям контакту з горизонтальною опорною поверхнею (показано на фіг.4, 8-18 у джерелі інформації [6]), при цьому приводи повороту коліс і компонування транспортного засобу допускають поворот коліс не більше ніж на ±90°.

Однак пристрою-прототипу при всіх його позитивних якостях (надзвичайно висока маневреність за рахунок можливості повороту на місці і руху боком) властиві певні частково обумовлені вище недоліки. Головний з них - відсутня можливість зміни (насамперед зменшення) колії заявляється способом (відсутність необхідної для цього зміщення e).

Для ос�якусь конструкцію з пристроєм для розміщення корисного навантаження, наприклад кріслом для особи з обмеженими фізичними можливостями, джерелом живлення, системою управління, щонайменше, одним переднім і двома задніми колесами, встановленими з можливістю примусового незалежного повороту навколо вертикальної осі за допомогою приводів, в якому (транспортному засобі) вертикальні осі повороту, принаймні, коліс, що визначають колію транспортного засобу, зміщені від статичних центрів плям контакту з горизонтальною опорною поверхнею в поперечному напрямку (тобто перпендикулярно поздовжньої вертикальної площини транспортного засобу, усередину при максимальній колії і назовні при мінімальній колії), при цьому приводи повороту коліс і компонування транспортного засобу допускають поворот коліс на 180°.

В порядку рішення поставленої задачі заявляється пристрій може характеризуватися такими сукупностями додаткових конструктивних ознак (при сформульованої вище основної сукупності ознак):

- привід повороту коліс і компонування транспортного засобу допускають поворот коліс не менше ніж на 270° при русі по або проти годинникової стрілки;

- при кожній із зазначених вище совокупностеsub>1- 2), де B1і В2- відповідно максимальна і мінімальна колія транспортного засобу;

- при кожній із зазначених вище сукупностей ознак пристрою опора колеса виконана у вигляді Г-подібної стійки, горизонтальна полку якої при максимальній колії орієнтована всередину, у напрямку поздовжньої вертикальної площини транспортного засобу.

Серед відомих способів та пристроїв не виявлено такі, сукупністю суттєвих ознак яких збігалися б із заявленими. У той же час саме за рахунок останньої досягається новий технічний результат відповідно з поставленим завданням.

Більш детально сутність винаходів розкривається в наведених нижче прикладах реалізації та ілюструється кресленнями, на яких представлений:

фіг.1 - триколісний варіант транспортного засобу, в положенні коліс для руху боком, загальний вигляд; на фіг.2 - те ж, в положенні коліс для повороту з нульовим радіусом, вигляд знизу; фіг.3 - мотор-колесо з приводом його повороту в положенні максимальної колії, де е - зміщення вертикальної осі повороту парних коліс щодо статичних центрів плям контакту з горизонтальною опорною поверхнею в поперечному нуменьшения) колії, де B1(max)і B1(min)- відповідно максимальне і мінімальне значення колії; фіг.6 - варіант мотор-колеса експериментального зразка транспортного засобу з раціональним компонуванням і оптимізованим зрушенням осі приводу повороту колеса від його середньої поздовжньої вертикальної площини; фіг.7 - згаданий експериментальний зразок транспортного засобу, вид ззаду при максимальній колії; фіг.8 - те ж, при мінімальній колії.

Самохідний колісний транспортний засіб містить несучу конструкцію 1 з пристроєм для розміщення корисного навантаження. В якості пристрою для розміщення корисного навантаження виступає в даному прикладі крісло 2 для особи з обмеженими фізичними можливостями. Інші можливі приклади такого пристрою (на кресленні не показано) - ємність для транспортованого вантажу або платформа для розміщення маніпулятора, телекамери, спеціальних пристроїв та ін. обладнання теле - і автоматично керованих роботів. Передбачені джерело(і) харчування 3 і система управління (частиною - в голівці рульової колонки 4). До складу транспортного засобу входять також колеса, - щонайменше, одне переднє 5 і два задніх 6, 7. Парні колеса (6, 7) встановлені з можливістю принудтерной (відмітною) особливістю транспортного засобу є те, що вертикальні осі повороту, принаймні, коліс, що визначають колію (в даному прикладі - осі 8, 9 повороту коліс 6, 7), зміщені від статичних центрів 12, 13 плям 14, 15 їх контакту з горизонтальною опорною поверхнею 16 в поперечному напрямку (тобто перпендикулярно поздовжньої вертикальної площини транспортного засобу, усередину при максимальній колії B1(max)і назовні при мінімальній колії B1(min)) на величину е (див. фіг.3, 4, 6). При цьому приводи 10, 11 і компонування транспортного засобу допускають поворот коліс 6, 7 на 180°. У приватних варіантах виконання пристрою:

- приводи 10, 11 і компонування транспортного засобу допускають поворот коліс не менше ніж на 270° при русі по або проти годинникової стрілки;

- згадане зміщення е осей обертання кожного колеса 6, 7 визначається співвідношенням е=0,25·(B1- 2), де B1і В2- відповідно максимальна і мінімальна колії транспортного засобу.

- опора кожного колеса 6, 7 виконана у вигляді Г-подібної стійки 17, горизонтальна полку 18 якій при максимальній колії орієнтована всередину, у напрямку поздовжньої вертикальної площини транспортного засобу.

Пристрій працює наступним чином (спосіб вимірювання�ого транспортного засобу (наприклад, для руху по вузькому проході салону авіалайнера) кожне колесо, розташування якого на транспортному засобі визначає колію (а це, при наведеному триколісному варіанті, - колеса 6 і 7), повертають, за допомогою приводів 10, 11, кожне щодо своєї вертикальної осі 8 і 9, зміщеної від статичного центру (12 і 13) плями контакту (14 і 15) колеса з горизонтальною опорною поверхнею, на 180°.

У приватних прикладах роботи пристрою (способу повороту):

- ліве і праве колеса (6 і 7) повертають до кінця (за звичайною схемою повороту) в однакових напрямках - ліве і праве по або проти годинникової стрілки (в будь-якому з цих разі не зберігається поздовжня симетрія транспортного засобу, точніше його шасі);

- ліве і праве колеса (6 і 7) повертають (див. схему повороту на фіг.5) в неоднакових напрямках - ліве за годинниковою стрілкою, праве проти годинникової стрілки, або навпаки (у будь-якому з цих разі зберігається поздовжня симетрія транспортного засобу, точніше його шасі);

- всі колеса (5-7) повертають одночасно (це перешкоджає можливому рисканию транспортного засобу, зумовлює стійкість, за положенням несучої конструкції 1 в просторі, процесу зміни колеЕя боком ("рух крабом", див. фіг.1) і здійснювати кінематичний поворот транспортного засобу навколо центру тяжкості (див. фіг.4). Однак вона додатково розширена в порівнянні з прототипом за рахунок можливості руху боком при двох значеннях колії (включаючи зменшене) і, знову ж, при двох значеннях розмаху транспортного засобу в повороті на місці. В обох зазначених випадках всі колеса (5-7) одночасно повертають на відповідний кут: для руху боком - паралельно один одному, для повороту на місці з нульовим радіусом - по дотичній до окружності із загальним центром.

Не виключені інші варіанти способів і пристроїв для їх здійснення в межах заявлених сукупностей істотних ознак.

Вибір конкретного варіанта при використанні винаходу залежить від спектру техніко-експлуатаційних та економічних вимог і проводиться в кожному конкретному випадку.

Використання винаходу дозволяє поліпшити техніко-експлуатаційні показники (характеристики) транспортного засобу за рахунок скорочення тривалості та енергоємності процесу зміни колії з забезпеченням високої мобільності (маневреності). Це, зокрема, особливо актуально для індивідуальних электропривкоторих передбачає можливість оперативного зменшення колії для пересування по вузькому салону авіалайнера.

Джерела інформації, прийняті до уваги

1. Пристрій управління чотириколісним транспортним засобом / JP 57-39991, МКИ B62D 7/06, публ. 24.08.1982, №2-1000.

2. Система рульового управління з підсилювачем / GB 2041849, МКИ B62D 5/06, МКІ В7Н, публ. 17.09.1980, №4779.

3. Спосіб повороту транспортного засобу з усіма провідними і поворотними колесами і пристрій для його здійснення / SU 1331717, МКИ B62D 7/14, публ. 23.08.1987, №31.

4. Смирнов Г.А. Теорія руху колісних машин: Підруч. для студентів автомобільних спеціальностей вузів. - М: Машинобудування, 1981. - 271 с, іл. - С.183.

5. Іванов В.В. та ін Основи теорії автомобіля і трактора. Підруч. посібник для вузів. Изд. 2-е, перероб. та доп. - М: Вища школа, 1977. - 245 с, іл. - С.130-131, рис.59, 60, 62.

6. Система приводу ведучих коліс транспортного засобу / JP 61-184127, МКИ B60K 17/30, публ. 08.01.1987, №М-551.

7. Колесо з розсувним ободом / SU 439414, М.Кл. В60В 3/02, 23/12, публ. 26.02.1975, №30.

8. Іванов В.В. та ін Основи теорії автомобіля і трактора. Підруч. посібник для вузів. Изд. 2-е, перероб. та доп. - М: Вища школа, 1977. - 245 с, іл. - С.191, 5-й абзац (прототип способу).

9. Персональне самохідний транспортний засіб (варіанти) / UA 2309716 С2, A61G 5/04, D62D 53/02, публ. 10.11.2007, №31 (прототип пристрою).

1. Спосіб оперативного зміни коо на транспортному засобі визначає колію, повертають відносно вертикальної осі, зміщеної від статичного центру плями контакту колеса з горизонтальною опорною поверхнею в поперечному напрямку, на 180°.

2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що ліве і праве колеса повертають у неоднакових напрямках.

3. Спосіб по кожному з пп.1 або 2, який відрізняється тим, що всі колеса повертають одночасно.

4. Самохідний колісний транспортний засіб для здійснення способу по п.1, що містить конструкцію з пристроєм для розміщення корисного навантаження, наприклад кріслом для особи з обмеженими фізичними можливостями, джерелом живлення, системою управління, щонайменше, одним переднім і двома задніми колесами, встановленими з можливістю примусового, незалежного повороту навколо вертикальної осі за допомогою приводів, що відрізняється тим, що вертикальні осі повороту, принаймні, коліс, що визначають колію транспортного засобу, зміщені від статичних центрів плям контакту з горизонтальною опорною поверхнею в поперечному напрямку, при цьому приводи повороту коліс і компонування транспортного засобу допускають поворот коліс на 180°.

5. Транспортний засіб за п.4, відрізняю�м на 270° при русі по або проти годинникової стрілки.

6. Транспортний засіб по будь-якому з пп.4 або 5, що відрізняється тим, що згадане зміщення е осей обертання кожного колеса визначається співвідношенням e=0,25·(B1-B2), де B1і B2- відповідно максимальна і мінімальна колія транспортного засобу.

7. Транспортний засіб по будь-якому з пп.4-6, відмінне тим, що опора колеса виконана у вигляді Г-подібної стійки, горизонтальна полку якої при максимальній колії орієнтована всередину, у напрямку поздовжньої вертикальної площини транспортного засобу.



 

Схожі патенти:

Пристрій рульового керування транспортним засобом

Винахід відноситься до пристрою рульового керування транспортним засобом

Пристрій, що полегшує рульове керування транспортним засобом (варіанти)

Винахід відноситься до пристрою, облегчающему рульове керування транспортним засобом

Механізм з'єднання валів для пристрою рульового управління з електричним приводом

Винахід відноситься до механізму з'єднання валів для пристроїв рульового управління з електричним приводом

Електродвигун з постійними магнітами

Винахід відноситься до області електротехніки, зокрема до електричних машин, і може бути використано в якості двигуна в підсилювачах керма автомобіля і електрогенераторів малої та середньої потужності

Пристрій для керування електродвигуном електромеханічного підсилювача рульового управління

Винахід відноситься до електромеханічних систем транспортних засобів та призначений для використання в рульовому управлінні з метою зниження зусилля на кермі

Датчик крутного моменту для електромеханічного підсилювача керма

Винахід відноситься до складових вузлів електромеханічного підсилювача керма (ЕМУР), призначеного для зниження зусилля на кермі, зокрема, при маневрах на малих швидкостях і повороті коліс на нерухомому автомобілі

Рульова колонка колісного транспортного засобу і блок управління рульовою колонкою

Винахід відноситься до засобів керування колісним транспортом і може бути використане в автомобільній промисловості при виробництві автомобілів, тракторобудуванні при виробництві колісних тракторів та інших галузях промисловості в колісних транспортних засобах

Рульова колонка колісного транспортного засобу

Винахід відноситься до засобів керування колісним транспортом і може бути використано переважно в автомобільній промисловості при виробництві нових моделей автомобілів та модернізації наявних моделей

Підсилювач керма для автомобілів

Винахід відноситься до сервомеханизмам рульового приводу транспортного засобу, зокрема автомобіля, і може бути використано в якості підсилювача рульового управління

Інвалідний візок

Винахід відноситься до медичної техніки і може бути використане для транспортування інвалідів як по горизонтальній поверхні, так і по східцях

Персональне самохідний транспортний засіб (варіанти)

Винахід відноситься до високоманевренним транспортним засобам і може бути використане для переміщення людей з обмеженою рухливістю в приміщеннях і на вулиці

Засіб пересування

Винахід відноситься до безрейковими засобів пересування, в тому числі крісел-колясок, переважно з електроприводом і сервоуправлением для інвалідів, позбавлених нижніх кінцівок або їх рухливості

Засіб пересування

Винахід відноситься до самохідним безрейковими засобів пересування, в тому числі крісел-колясок, переважно з електроприводом і сервоуправлением для інвалідів, які позбавлені нижніх кінцівок або їх рухливості

Самоориентирующееся колесо

Винахід відноситься до транспортних засобів, зокрема до шасі двоколісних крісел-колясок з опорами стоянковими, переважно з електроприводом і сервоуправлением для інвалідів

Колісний транспортний засіб

Винахід відноситься до візків з трансмісією з фрикційним роликом, зчепленим з периферією ведучого колеса

Шасі двоколісний крісла-коляски

Винахід відноситься до крісел-колясок, переважно з електроприводом і сервоуправлением для інвалідів, зі спрощеною конструкцією шасі

Пристрій для транспортування (варіанти)

Винахід відноситься до балансуючим одноосним транспортним засобам

Механізм проти перекидання для транспортного засобу

Винахід відноситься до розсувному механізму проти перекидання і безпосередньо до розсувному механізму проти перекидання для запобігання падіння транспортного засобу типу інвалідного візка
Up!