Волновой движитель транспортного средства
Изобретение относится к транспортным средствам, предназначенным для движения по песку, болоту и другим слабонесущим грунтам. Цель изобретения - повышение продольной устойчивости и упрощение конструкции. Волновой движитель состоит из корпуса 1, установленного на гибкой оболочке 2, опорно контактирующая часть которой снабжена внутренними 7 и наружными 8 формообразующими элементами. Внутренняя полость оболочки 2 заполнена сжатым газом и в ней помещен механизм образования бегущей волны, который выполнен в виде рамы 14 с ведущей 16 и ведомой звездочками и бесконечной цепи 15, которая выполнена трехрядной, причем крайние ряды зацеплены с указанными звездочками, а средний ряд - с внутренними 7 элементами. Движитель снабжен механической следящей системой, которая состоит из телескопических стоек 10, установленных с шагом длины полуволны оболочки 2, которые своими концами шарнирно прикреплены к корпусу 1и к опорной части оболочки 2, и продольных тяг 11, которые шарнирно связывают все стойки 11 между собой. При вращении ведущей звездочки 16 цепь 15 перематывается и своей средней частью передвигает волны оболочки 2, которая передвигает корпус по опорному грунту. 1 з.п. ф-лы, 20 ил.
Изобретение относится к транспортным средствам высокой проходимости и может быть использовано на вездеходах большой грузоподъемности, передвигающихся по труднодоступным местам, например болоту, воде, песку и другим слабонесущим грунтам. Известен волновой движитель, состоящий из последовательно установленных пневмокамер, соединенных с фазовым распределителем сжатого воздуха, организующим бегущую волну (см. пантент США N 3623566, кл. 180-7, 1971). Недостатками этого движителя является отсутствие грузовой платформы, посредством которой можно перемещать тяжелые грузы, недостаточная опорная поверхность пневмокамер, сложная система газораспределения, которая значительно усложняет конструкцию. Наиболее близким к предложенному является волновой движитель, содержащий опорно-несущую гибкую оболочку, прикрепленную к корпусу транспортного средства с образованием под ним замкнутой герметичной полости, заполненной сжатым газом и механизм образования бегущей волны, выполненный в виде цепной передачи с присоединенными к звеньям ее цепи каретками, ходовые колеса которых установлены в продольные направляющие корпуса. Причем каждая каретка снабжена свободными роликами, контактирующими с нижней стороны гибкого элемента, который расположен вдоль всей длины движителя и жестко прикреплен своими концами к корпусу транспортного средства, а к гибкой оболочке - посредством шарнирных подвесок одинаковой длины (Авт.св. СССР N 931572, кл. В 62 D 57/00, В 60 F 3/00, 1982, прототип). Недостатками этого движителя является значительная сложность конструкции, что приводит к снижению надежности. Присоединенные к звеньям цепи каретки, перемещаясь по верхней ветви ввиду своих инерционных масс, будут постоянно вибрировать и вызывать резонансные явления, что конечно нежелательно. Наличие гибкого элемента, прикрепленного своими концами к корпусу транспортного средства, и шарнирных подвесок одинаковой длины также усложняет конструкцию, приводит к значительным потерям энергии на трение в этих узлах. Кроме того, шарнирные подвески и гибкий элемент, взаимодействующий со свободными роликами, не обеспечивает надежной продольной устойчивости корпуса относительно опорной части оболочки. Цель изобретения - повышение продольной устойчивости и упрощение конструкции. Цель достигается тем, что движитель снабжен механической следящей системой, включающей в себя вертикальные телескопические подпружиненные стойки, установленные внутри оболочки по всей ее длине с шагом, равным длине полуволны ее опорной части, верхние концы которых шарнирно прикреплены к корпусу, средние части шарнирно соединены между собой продольными тягами, и нижние - шарнирно прикреплены к опорной части оболочки, а цепная передача выполнена трехрядной, у которой крайние ветви цепи зацеплены с ведущими и ведомыми звездочками силового привода, а средняя - с внутренними формообразующими элементами опорной части оболочки, причем рама цепной передачи установлена в вертикальные направляющие корпуса на амортизаторах. Кроме того, крайние телескопические стойки следящей системы своими средними частями шарнирно соединены с одними концами управляемых гидроцилиндров, другие концы которых шарнирно соединены с корпусом. На фиг.1 изображен движитель, его передняя часть, общий вид; на фиг.2 - то же, задняя часть; на фиг.3 - совмещенный поперечный разрез движителя А-А и Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - привод опорно-контактирующей части оболочки; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.4; на фиг.6 - трехрядная втулочно-роликовая цепь, вид Г на фиг.5; на фиг.7 - передняя часть движителя, положение 1; на фиг.8 - передняя часть движителя, положение 2; на фиг.9 - задняя часть движителя, положение 1; на фиг.10 - задняя часть движителя, положение 2; на фиг.11 - передняя часть движителя, положение 3; на фиг.12 - передняя часть движителя, положение 4; на фиг.13 - задняя часть движителя, положение 3; на фиг.14 - задняя часть движителя, положение 4; на фиг.15 - передняя часть движителя, положение 5; на фиг.16 - передняя часть движителя, положение 6; на фиг. 17 - задняя часть движителя, положение 5; на фиг.18 - задняя часть движителя, положение 6; на фиг.19 - передняя часть движителя, положение 7; на фиг. 20 - задняя часть движителя, положение 7. Волновой движитель состоит из корпуса 1, к нижней части которого герметично прикреплена опорно-несущая эластичная оболочка 2, образующая герметичную полость, которая заполнена сжатым газом с таким давлением, которого достаточно для удержания корпуса с находящимся на нем полезным грузом. Оболочка 2 замкнута со всех сторон и имеет корытообразную форму. Она состоит из опорной 3, торцовых 4 и боковых 5 частей. На обеих сторонах части 3 оболочки 2 выполнены жесткие примыкающие друг к другу внешние 6 и внутренние формообразующие элементы 7, которые расположены попарно симметрично относительно гибкой основы. Каждый элемент 6 и 7 имеют форму четырехугольной усеченной пирамиды, причем угол наклона ее передней и задней граней выбран таким, чтобы пирамиды в продольном сечении вписывались в центральный угол окружности с радиусом изгиба полуволны. Внешние формообразующие элементы 6 одновременно выполняют роль грунтозацепов, а внутренние 7 находятся в зацеплении с элементами привода. Торцовые 4 и боковые 5 участки оболочки 2 предназначены для удержания избыточного давления воздуха и обеспечения дополнительной жесткости, как в продольной так и в поперечной плоскости, представляют собой горизонтальные балки беcкаркасной конструкции, которыми опоясана вся оболочка. Для предотвращения разрывов оболочки 2 от заключенного в ней избыточного давления воздуха, торцовые 4 и боковые 5 участки оболочки имеют по всему периметру складки, внутри которых вмонтированы стальные тросики 8, к которым также по всему периметру на определенном расстоянии друг от друга крепятся растяжки 9. Количество поясов зависит от геометрических размеров ОКЧ 3 оболочки 2, что обеспечивает синхронность ее работы с минимальными затратами на процесс формообразования. Для создания волнообразной формы оболочки 2, которая показана на фиг. 1,2,3 и обеспечения синхронной работы между отдельными ее участками формообразования в процессе движения движителя по опорной поверхности последний укомплектован следящей системой, состоящей из набора телескопических стоек 10, которые между собой соединены продольными тягами 11. Стойки 10 устанавливаются внутри оболочки по всей длине движителя с шагом относительно друг друга, равном длине полуволны его опорной части и предназначены для передачи усилий от опорной части 3 на корпус 1 в процессе движения движителя по опорной поверхности. Стойки 10 состоят из набора телескопических элементов, вставленных один в другой, герметизация которых относительно друг друга осуществляется с помощью поршневых колец. Продольные тяги 11 задают определенную форму опорной части 3 и поддерживают ее неизменной в процессе движения движителя. Для обеспечения продольной устойчивости движителя при движении его по косогору крайние стойки 10 дополнительно соединены посредством гидроцилиндров двойного действия 12 с корпусом 1 и ограничивают чрезмерные отклонения стоек 10 свыше 10-15о в процессе движения движителя в обе стороны. Гидроцилиндры 12 заполнены жидкостью, причем штоковая и беcштоковая полости соединены между собой через регулятор давления. Регулятор давления представляет обыкновенный игольчатый клапан (дроссель), который срабатывает от электрического импульса, полученного от датчика расположенного на стойке 10, и следит за углом отклонения последних, и как только угол стал выше указанного, электрический импульс полученный от датчика передается на соленоидную катушку игольчатого клапана, последний закрывается и предотвращает доступ жидкости из штоковой полости в бесштоковую или наоборот, в зависимости от положения стоек 10 в процессе движения (см. кинематику движения движителя фиг. 7-20). Таким образом, перемещение штока гидроцилиндра 12 прекращается и тем самым осуществляется дополнительный упор, ограничивающий отклонение стойки 10 в ту или иную сторону. Для организации рабочего движения оболочки 2 с ее внутренней стороны по всей длине движителя установлена на амортизаторах 13 цепная передача, состоящая из несущей рамы 14, представляющей собой пространственную ферму, состоящую из набора стержней, на которой устанавливается трехрядная втулочно-роликовая замкнутая цепь 15, крайние ветви которой находятся в зацеплении с ведущими 16 и ведомыми звездочками 17 привода, а средняя находится в зацеплении с внутренними формообразующими элементами 7. В процессе движения заявленного движителя по опорной поверхности рама 14 цепной передачи посредством амортизаторов 13 постоянно прижимается к внутренним формообразующим элементам 7 оболочки 2, сохраняя зацепление. Для избежания всевозможных перекосов в зацеплении с внутренними формообразующими элементами 7 рама 14 устанавливается в направляющие 18, внутри которых вмонтированы амортизаторы 13, нижний конец последних крепится к нижней части рамы 14 посредством шарнира. В верхней части рамы 14 цепной передачи по оси указанного шарнира устанавливаются ползуны, которые охватывают направляющие 18 и могут по ним скользить в вертикальной плоскости совместно с рамой 14. Привод цепи 15 осуществляется посредством мотор-редуктора 19, в качестве которого с успехом может быть использован электро- или гидропривод. В качестве амортизаторов 13 могут быть использованы различные широко применяемые в технике конструкции, например пружинные, пневматические, гидравлические. Для уменьшения вытяжки оболочки 2 в процессе ее переформирования от действия продольной силы со стороны цепи 15 на внутренние формообразующие элементы 7 находящиеся в зацеплении (см. фиг.4) ее гибкая основа выполнена с металлокордом 20. Углы наклона формообразующих элементов 6 и 7 подбираются таким образом, чтобы при действии боковой силы со стороны цепи при ее перематывании не происходили чрезмерные отклонения верхнего участка формообразования оболочки 2 в сторону движения цепи 15, а находились в пределах допустимого зазора. Работа движителя осуществляется следующим образом. При перематывании крайних ветвей трехрядной втулочно-роликовой цепи 15 против часовой стрелки посредством мотор-редкутора 19 средняя ветвь, находящаяся в зацеплении с внутренними формообразующими элементами 7 ОКЧ 3 оболочки 2, начинает перемещать последние. Новые формообразующие элементы 7 находящиеся с левой стороны участков формообразования начинают входить в зацепление, а те формообразующие элементы 7, которые уже были в зацеплении, т. е. находящиеся с правой стороны, постепенно начинают из него выходить (см. кинематику движения фиг.7-20) и раскручивать верхние участки формообразования также против часовой стрелки. Таким образом осуществляется непрерывный процесс переформирования оболочки 2, а следовательно и создание бегущей волны с одной стороны на опорной поверхности, а с другой - на самой цепи 15 (см. фиг. 7-20). Таким образом в зацеплении постоянно находится три участка формообразования, что обеспечивает надежную передачу энергии оболочки 2 на корпус 1. Крайние участки формообразования оболочки 2 в зацеплении находятся периодически. Чрезмерные нагрузки на верхние участки формообразования от действия цепи 15 приводят к некоторому смещению последних на величину допускаемого зазора в сторону движения цепи, что компенсируется с помощью амортизаторов 13, которые в момент смещения автоматически прижимают цепную передачу к внутренним формообразующим элементам 7, поддерживая постоянное зацепление и обеспечивая надежность привода. При движении движителя стойки 10 совершают раскачивающие движения с большой амплитудой 10-15о, а при подъеме на косогор амплитуда раскачивания может быть еще больше, поэтому гидроцилиндры 12 постоянно ограничивают излишние колебания и предотвращают смещение корпуса 1 относительно опорной части 3 оболочки 2 в сторону уклона. Применение предложенного движителя позволяет значительно снизить затраты капиталовложений на его изготовление за счет уменьшения металлоемкости, повысить надежность конструкции в связи с отсутствием дополнительных элементов привода оболочки, необходимых для создания бегущей волны, а также расширить диапазон применения за счет обеспечения продольной устойчивости.
Формула изобретения
1. ВОЛНОВОЙ ДВИЖИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащий корпус, установленный на гибкой оболочке, опорно-контактирующая часть которой снабжена внутренними и наружными формообразующими элементами, а в ее внутренней заполненной сжатым газом полости по всей ее длине установлен механизм образования бегущей волны, содержащий раму с ведущей и ведомой звездочками, силовой привод и горизонтальную цепную передачу, цепь которой кинематически связана с опорной частью оболочки, отличающийся тем, что, с целью повышения продольной устойчивости и упрощения конструкции, он снабжен механической следящей системой, включающей в себя вертикальные телескопические подпружиненные стойки, установленные внутри оболочки по всей ее длине с шагом, равным длине полуволны ее опорной части, верхние концы которых шарнирно прикреплены к корпусу, средние части шарнирно соединены между собой продольными тягами, и нижние - шарнирно прикреплены к опорной части оболочки, а цепная передача выполнена трехрядной, у которой крайние ветви цепи зацеплены с ведущими и ведомыми звездочками силового привода, а средняя - с внутренними формообразующими элементами опорной части оболочки, причем рама цепной передачи установлена в вертикальных направляющих корпуса на амортизаторах. 2. Волновой движитель по п.1, отличающийся тем, что крайние телескопические стойки следящей системы своими средними частями шарнирно соединены с одними концами управляемых гидроцилиндров, другие концы которых шарнирно соединены с корпусом.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
