PL223601B1 - Mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach, w szczególności linowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach, w szczególności linowych, stosowany do serwisowania różnorodnych cięgien i specjalnego transportu cięgnowego.

Samojezdny pojazd linowy, zwłaszcza do lin odciągowych znany jest z polsk iego opisu patentowego nr PL 207469. Pojazd posiada część trakcyjną, część napędową, wyposażenie zasilające i sterujące oraz ramę spinającą poszczególne części i wyposażenie, przy czym część trakcyjna wyp osażona jest w napędzane zespoły cięgnowe bez końca, z których każdy rozciągnięty jest między co najmniej dwoma kołami. Zespoły cięgnowe części trakcyjnej obejmują między sobą dwie liny. Każdy z tych zespołów cięgnowych ma z wewnętrznej strony postać pasa zębatego, rozciągniętego między dwoma kołami zębatymi. Jedno koło zębate każdego zespołu osadzone jest na końcówkach wałków jednostek napędowych, natomiast drugie koła zespołów osadzone są na końcówkach podwójnych mimośrodów, które przeznaczone są do napinania pasów zębatych, wzdłuż osi umownie poprowadzonej między środkami kół zębatych, oraz ewentualnie do ich Iuzowania w przypadku wymiany przedmiotowych pasów zębatych. Zewnętrzna robocza powierzchnia pasów zębatych pokryta jest materiałem elastycznym, który posiada krótkotrwałą pamięć i wysoki współczynnik tarcia. Długość powierzchni roboczych obejmujących linę jest co najmniej dwukrotnie większa od średnicy koła zęb atego lub koła pasowego.

Istota mechatronicznego pojazdu gąsienicowego według wynalazku polega na tym, że ma co najmniej jeden przedni człon jezdny pojazdu zawierający co najmniej dwie gąsienice składające się z segmentów gąsienicy połączonych przegubami cięgna gąsienicy. Każdy segment gąsienicy ma dwa sztywne elementy połączone przegubem segmentu gąsienicy, zaś na każdym sztywnym elemencie segmentu gąsienicy zamocowany jest podatny element segmentu gąsienicy, dociskany do cięgna jezdnego elementem dociskowym. Element dociskowy wyposażony jest w czujnik siły docisku gąsienicy do cięgna i połączony jest dźwignią mechanizmu docisku z nakrętką mechanizmu docisku stanowiącą parę kinematyczną wspólnie ze śrubą mechanizmu docisku, która jest połączona z wyjściem silnika napędowego adaptacyjnego mechanizmu docisku gąsienic. Każda gąsienica osadzona jest na kołach napędowych przednim i tylnym, z których koło napędowa przednie wyposażone jest w napinacz gąsienicy. Każde z kół ma oś obrotu podłączoną do, odpowiednio, silnika napędowego przedniego koła gąsienicy i silnika napędowego tylnego koła gąsienicy, na których to osiach zamocowane są, odpowiednio, czujnik momentu obrotowego i prędkości obrotowej przedniego koła napędowego gąsienicy oraz czujnik momentu obrotowego i prędkości obrotowej tylnego koła napędowego gąsienicy oraz odpowiednio, sprzęgło rozłączne przedniego koła gąsienicy i sprzęgło rozłączne tylnego koła gąsienicy. Ponadto czujnik pomiaru kinematyki ruchu pojazdu względem cięgna jezdnego zamocowany jest do ramy spinającej część trakcyjną pojazdu, przy czym wszystkie czujniki pojazdu podłączone są do układu sterującego.

Korzystnie, pojazd zawiera co najmniej dwa człony jezdne połączone układem przegubowym wychyłu członów pojazdu, wyposażonym w mechanizm wychyłu członów pojazdu.

Korzystnie, co najmniej jeden człon jezdny pojazdu zamocowany jest w stacjonarnym ustroju nośnym.

Mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach, w szczególności linowych bez obawy ich uszkodzenia, jest zdalnie sterowanym z własnym napędem lub w pełni autonomicznym pojazdem, wyposażonym w segmentowe gąsienice z podatnymi członami elastomerowymi o takim optymalnym kształcie, geometrii i własnościach mechanicznych elastomeru, które zapewniają wyjątkowo dużą siłę trakcyjną, nawet na cięgnie linowym pokrytym smarem konse rwującym, który jest skutecznie wyciskany z pola współpracy gąsienicy z cięgnem poprzez szczeliny pomiędzy segmentami. Dodatkowo, uzyskano wzrost siły trakcyjnej poprzez zastosowanie docisku podatnych elementów segmentów gąsienicy do cięgna linowego w przybliżeniu na całym jego obwodzie, przy czym siła docisku segmentów gąsienicy do cięgna linowego jest regulowana adaptacyjnie układem sterującym, wyposażonym w czujniki, w taki sposób, aby w danych warunkach eksploatacyjnych siła trakcyjna osiągała maksymalną wartość. Ponadto układ jezdny pojazdu posiada możliwość, dzięki układowi sterującemu z czujnikami, automatycznego adaptacyjnego wyboru napędu na przednie, tylne lub wszystkie koła napędowe gąsienic, co powoduje uzyskanie optymalnych własności trakcyjnych pojazdu w danych warunkach eksploatacyjnych. Mechatroniczny pojazd gąsienicowy do lokomocji po prętach i cięgnach, zwłaszcza linowych, może posiadać strukturę modułową tzn. w takim

PL 223 601 B1 przypadku co najmniej dwa człony jezdne pojazdu połączone są układem przegubowym wychyłu członów pojazdu, który to układ napędzany jest mechanizmem wychyłu tych członów. Taka konfiguracja pojazdu umożliwia pokonywanie przeszkód na cięgnie takich jak elementy zawiesi, rozpieraczy lub wsporników mocowanych do cięgna linowego, lub też izolatory zainstalowane na linach odciągowych masztów telekomunikacyjnych. Ponadto co najmniej dwuczłonowy pojazd posiada znacznie większą siłę trakcyjną, co jest niezbędne w ekstremalnych warunkach eksploatacyjnych.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji uwidoczniony jest na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach, w szczególności linowych, w widoku z góry. fig. 2 - segmenty gąsienicy, fig. 3 - adaptacyjny mechanizm docisku segmentów gąsienicy do cięgna mechatronicznego pojazdu gąsienicowego, fig. 4 - adaptacyjny układ napędowy mechatronicznego pojazdu gąsienicowego, a fig. 5 - mechatroniczny pojazd gąsienicowy zawierający dwa człony jezdne pojazdu, przy czym fig. od 5a do 5d ukazują kolejne fazy pokonywania przeszkody na cięgnie przez pojazd dwuczłonowy.

P r z y k ł a d 1

Mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach, w szczególności linowych, posiada znaną część trakcyjną, część napędową, wyposażenie zasilające i sterujące oraz ramę spinającą poszczególne części i wyposażenie, przy czym część trakcyjna wyp osażona jest w napędzane gąsienice bez końca, z których każda rozciągnięta jest między co najmniej dwoma kołami. Pojazd ma człon jezdny 25 wyposażony w dwie gąsienice 2 składające się z segmentów gąsienicy 3 połączonych przegubami cięgna gąsienicy 4. Każdy segment gąsienicy 3 ma dwa sztywne elementy 10 połączone przegubem 12, zaś na każdym sztywnym elemencie segmentu gąsienicy 10 zamocowany jest podatny element segmentu gąsienicy 11, dociskany do cięgna jezdnego 1 elementem dociskowym 8 wykonanym w postaci zespołu elementów tocznych. Element dociskowy 8 wyposażony jest w czujnik siły docisku gąsienicy do cięgna 9 i połączony jest dźwignią mechanizmu docisku 16 z nakrętką mechanizmu docisku 15 stanowiące parę kinematyczną wspólnie ze śrubą mechanizmu docisku 14, która jest połączona z wyjściem silnika napędowego adaptacyjnego mechanizmu docisku gąsienic 13. Każda gąsienica 2 osadzona jest na kołach napędowych przednim 5 i tylnym 6, z których koło napędowe przednie 5 wyposażone jest napinacz gąsienicy 7. Każde z kół ma oś obrotu podłączoną do, odpowiednio, silnika napędowego przedniego koła gąsienicy 22 i silnika napędowego tylnego koła gąsienicy 23, na których to osiach zamocowane są czujnik momentu obrotowego i prędkości obrotowej przedniego koła napędowego gąsienicy 18 oraz czujnik momentu obrotowego i prędkości obrotowej tylnego koła napędowego gąsienicy 19, oraz odpowiednio sprzęgło rozłączne przedniego koła gąsienicy 20 i sprzęgło rozłączne tylnego koła gąsienicy 21. Ponadto czujnik pomiaru kinematyki ruchu pojazdu 17 względem cięgna jezdnego 1 zamocowany jest do ramy spinającej część trakcyjną pojazdu, zaś wszystkie czujniki 9, 17, 18, 19 pojazdu podłączone są do układu sterującego.

P r z y k ł a d 2

Mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach, w szczególności linowych, wykonany jak w przykładzie pierwszym z tą różnicą, że ma dwa człony jezdne pojazdu, człon przedni 25 i człon tylny 26, połączone układem przegubowym wychyłu członów pojazdu 27, wyposażonym w mechanizm wychyłu członów pojazdu 28.

Pojazd ten umożliwia pokonywanie przeszkód 24, w szczególności złączy odcinków lin, rozpieraczy, wsporników mocowanych do liny, czy izolatorów lin odciągowych masztów telekomunikacyjnych. Podczas zbliżania się dwuczłonowego pojazdu do przeszkody 24 silnikiem napędowym 13, za pomocą adaptacyjnego mechanizmu docisku 14, 15, 16, zwalnia się docisk obu gąsienic 2 do cięgna 1 przedniego członu jezdnego pojazdu 25, po czym za pomocą mechanizmu wychyłu członów pojazdu 28, przedni człon pojazdu 25 wychyla się w dół wokół przegubu wychyłu członów pojazdu 27, zaś pojazd przemieszcza się dalej napędzany tylnym członem jezdnym 26, aż do przeszkody 24. Następnie za pomocą mechanizmu wychyłu członów pojazdu 28 przedni człon pojazdu 25 dosuwa się do cięgna 1 , a silnikiem napędowym 13, za pomocą adaptacyjnego mechanizmu docisku 14, 15, 16, dociska się obie gąsienice 2 do cięgna 1 w wyniku czego przedni człon pojazdu 25 przejmuje właściwości trakcyjne pojazdu dwuczłonowego. Następnie silnikiem napędowym 13, za pomocą adaptacyjnego mechanizmu docisku 14, 15, 16, zwalnia się docisk obu gąsienic 2 do cięgna 1 tylnego członu jezdnego pojazdu 26, po czym za pomocą mechanizmu wychyłu członów pojazdu 28 tylny człon pojazdu 26 wychyla się w dół wokół przegubu wychyłu członów pojazdu 27, zaś pojazd przemieszcza się dalej napędzany przednim członem jezdnym pojazdu 25, aż do minięcia przeszkody 24 przez tylny człon jezdny pojazdu 26. Po minięciu przeszkody 24, za pomocą mechanizmu wychyłu członów pojazdu 28

PL 223 601 B1 tylny człon pojazdu 26 dosuwa się do cięgna 1, a silnikiem napędowym 13, za pomocą adaptacyjnego mechanizmu docisku 14, 15, 16, dociska się obie gąsienice 2 do cięgna 1 i człon tylny przejmuje właściwości trakcyjne pojazdu dwuczłonowego.

Mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności wyposażony jest w dwa człony jezdne pojazdu 25, 26, z których każdy ma napęd adaptacyjny, co powoduje dodatkowo znaczne zwiększenie siły trakcyjnej. Rozwiązanie to pozwala na łączenie większej liczby członów jezdnych pojazdu 25, 26, w zależności od wymagań i potrzeb eksploatacyjnych. Pojazd przeznaczony jest do efektywnego transportu dowolnych obiektów w przypadku lin usytuowanych zasadniczo poziomo, z nieznacznym zwisem, w trudno dostępnych miejscach np. place budowy, zbiorniki wodne, plantacje bananów itp. oraz do transportu urządzeń diagnostycznych, konserwacyjnych i innych w przypadku usytuowanych pod dużym kątem, lin odciągowych wysokich masztów lub kominów.

P r z y k ł a d 3

Mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach w szczególności linowych, wykonany jak w przykładzie pierwszym albo drugim z tą różnicą, że człon jezdny pojazdu 25 zamocowany jest do stacjonarnego ustroju nośnego i służy jako napęd cięgna 1, zwłaszcza dla cięgnowych układów transportowych.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mechatroniczny pojazd gąsienicowy o adaptacyjnej mobilności do lokomocji po cięgnach, w szczególności linowych, posiadający część trakcyjną, część napędową, wyposażenie zasilające i sterujące oraz ramę spinającą poszczególne części i wyposażenie, przy czym część trakcyjna wyp osażona jest w napędzane gąsienice bez końca, z których każda rozciągnięta jest między co najmniej dwoma kołami, znamienny tym, że ma co najmniej jeden człon jezdny pojazdu (25) zawierający co najmniej dwie gąsienice (2) składające się z segmentów gąsienicy (3) połączonych przegubami cięgna gąsienicy (4), a każdy segment gąsienicy (3) ma dwa sztywne elementy (10) połączone przegubem segmentu gąsienicy (12), zaś na każdym sztywnym elemencie segmentu gąsienicy (10) zamocowany jest podatny element segmentu gąsienicy (11), dociskany do cięgna jezdnego (1) elementem doc iskowym (8), przy czym element dociskowy (8) wyposażony jest w czujnik siły docisku gąsienicy do cięgna (9) i połączony jest dźwignią mechanizmu docisku (16) z nakrętką mechanizmu docisku (15) stanowiącą parę kinematyczną wspólnie ze śrubą mechanizmu docisku (14), która jest połączona z wyjściem silnika napędowego adaptacyjnego mechanizmu docisku gąsienic (13), przy czym każda gąsienica (2) osadzona jest na kołach napędowych przednim (5) i tylnym (6), z których koło napędowe przednie (5) wyposażone jest w napinacz gąsienicy (7), zaś każde z kół ma oś obrotu podłączoną do odpowiednio, silnika napędowego przedniego koła gąsienicy (22) i silnika napędowego tylnego koła gąsienicy (23), na których to osiach zamocowane są, odpowiednio, czujnik momentu obrotowego i prędkości obrotowej przedniego koła napędowego gąsienicy (18) oraz czujnik momentu obrotowego i prędkości obrotowej tylnego koła napędowego gąsienicy (19), oraz odpowiednio, sprzęgło rozłączne przedniego koła gąsienicy (20) i sprzęgło rozłączne tylnego koła gąsienicy (21), ponadto czujnik pomiaru kinematyki ruchu pojazdu (17) względem cięgna jezdnego (1) zamocowany jest do ramy spin ającej część trakcyjną pojazdu, przy czym wszystkie czujniki (9, 17, 18, 19) podłączone są do układu sterującego.
2. 2. Pojazd, według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera co najmniej dwa człony jezdne pojazdu, człon przedni (25) i człon tylny (26), połączone układem przegubowym wychyłu członów pojazdu (27), wyposażonym w mechanizm wychyłu członów pojazdu (28).
3. 3. Pojazd, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że co najmniej jeden człon jezdny pojazdu zamocowany jest w stacjonarnym ustroju nośnym.