RU200400U1

RU200400U1 - Articulated vehicle

Info

Publication number: RU200400U1
Application number: RU2020110397U
Authority: RU
Inventors: Олег Петрович Гойдин; Виктор Сергеевич Крусанов; Дмитрий Александрович Чижов
Priority date: 2020-03-12
Filing date: 2020-03-12
Publication date: 2020-10-22

Abstract

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, преимущественно к сочлененным транспортным средствам, например мобильным роботам, и предназначена для использования при инженерной разведки местности.Техническим результатом является уменьшение разрушающего действия на почву при маневрировании.Технический результат достигается тем, что в сочлененном транспортном средстве, состоящем из переднего, среднего и заднего модулей, каждый из которых оснащен мотор-колесами, причем передний и задний модули соединены между собой средним модулем с приводами, обеспечивающими независимое продольное перемещение, складывание относительно поперечной оси и вращение относительно продольной оси переднего и заднего модулей транспортного средства в свободном и принудительном (управляемом) режимах, в среднем модуле установлен шарнир с осью, перпендикулярной продольной оси транспортного средства и оси, проходящей через центры вращения колес среднего модуля, оснащенный приводом, обеспечивающим поворот переднего модуля относительно заднего модуля в горизонтальной плоскости. 3 ил.The utility model relates to transport engineering, mainly to articulated vehicles, for example, mobile robots, and is intended for use in engineering reconnaissance of the terrain. The technical result is to reduce the destructive action on the soil when maneuvering. The technical result is achieved by the fact that in an articulated vehicle consisting of front, middle and rear modules, each of which is equipped with motor-wheels, and the front and rear modules are connected to each other by the middle module with drives that provide independent longitudinal movement, folding about the transverse axis and rotation about the longitudinal axis of the front and rear vehicle modules in the free and forced (controlled) modes, in the middle module there is a hinge with an axis perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and the axis passing through the centers of rotation of the wheels of the middle module, equipped with a drive that ensures the rotation of the of the middle module relative to the rear module in the horizontal plane. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, преимущественно к сочлененным транспортным средствам, например мобильным роботам и предназначена для использования при инженерной разведки местности.The utility model relates to transport engineering, mainly to articulated vehicles, for example, mobile robots and is intended for use in engineering reconnaissance of the terrain.

Известно сочлененное полноприводное транспортное средство, содержащее шарнирную раму с установленными на ней тремя парами колес и силовым приводом принудительного взаимного поворота полурам относительно связывающего их поперечного шарнира, и способ изменения направления его движения. Изменение направления движения может осуществляться двумя режимами. Первый режим заключается в том, что предварительно отрываются колеса средней оси от грунта и изменяется режим вращения колес одного борта, при этом происходит движение транспортного средства по дуге. Второй режим заключается в том, что предварительно отрываются колеса средней оси от грунта и колесам крайних осей задается вращение в противоположном направлении, при этом происходит разворот транспортного средства на месте. Патент РФ № 2019463, МПК B62D 57/02, 15.09.1994. Недостатком данного сочлененного транспортного средства является то, что при обоих режимах изменения направления его движения происходит разрушение поверхностного слоя почвы за счет проскальзывания колес.Known articulated all-wheel drive vehicle containing a hinged frame with three pairs of wheels mounted on it and a power drive of forced mutual rotation of the half-frames relative to the transverse hinge connecting them, and a method for changing the direction of its movement. Changing the direction of movement can be carried out in two modes. The first mode consists in the fact that the wheels of the middle axle are preliminarily detached from the ground and the mode of rotation of the wheels of one side is changed, while the vehicle moves along an arc. The second mode is that the wheels of the middle axle are preliminarily detached from the ground and the wheels of the outer axles are set to rotate in the opposite direction, while the vehicle turns in place. RF patent No. 2019463, IPC B62D 57/02, 15.09.1994. The disadvantage of this articulated vehicle is that in both modes of changing the direction of its movement, the surface layer of the soil is destroyed due to wheel slip.

Известен одноосный вездеход с компенсированием реактивного момента на кабине, содержащий ведущий мост с колесами и несущее основание с кабиной с обитаемым и моторным отсеками, при этом обитаемый отсек с органами управления установлен на несущих балках впереди колес-движителей, а моторный отсек с двигателем, трансмиссией и отдельным приводом к балке моста подвешен к несущим балкам позади колес-движителей так, что центр тяжести кабины располагается ниже оси колес-движителей, привод на балку моста смещает по опорным роликам основание относительно ведущего моста для создания вращательных моментов, компенсирующих реактивные моменты, отклоняющие кабину при движении. Патент РФ № 2102272, МПК B62D 61/00, 20.01.1998. Недостатком конструкции является ограничение по массе полезной нагрузки и по ее расположению относительно оси колес-движителей.Known is a uniaxial all-terrain vehicle with reactive moment compensation on the cab, containing a driving axle with wheels and a supporting base with a cab with a habitable and engine compartment, while the habitable compartment with controls is installed on the supporting beams in front of the propelling wheels, and the engine compartment with an engine, transmission and by a separate drive to the bridge beam, it is suspended from the bearing beams behind the propelling wheels so that the center of gravity of the cab is located below the axis of the propelling wheels, the drive to the bridge beam displaces the base relative to the driving axle along the support rollers to create rotational moments that compensate for the reactive moments deflecting the cab when movement. RF patent No. 2102272, IPC B62D 61/00, 20.01.1998. The disadvantage of the design is the limitation on the mass of the payload and on its location relative to the axis of the propelling wheels.

Известно сочлененное транспортное средство, содержащее раму, состоящую из передней и задней секций с передней и задней осями, на которых установлены мотор-колеса, причем передняя и задняя секции соединены между собой модулем средней оси с соответствующими мотор-колесами с помощью шарниров, и силовые приводы, обеспечивающие независимое продольное перемещение и складывание секций относительно оси, проходящей через центры вращения колес модуля. Свободный поворот секций относительно продольной (ось симметрии транспортного средства) и поперечной (проходящей через центр вращения колес модуля) осей транспортного средства обеспечивает постоянный контакт всех колес с поверхностью и, как следствие, постоянную загрузку колес при движении по сложному рельефу, то есть обеспечивает высокую профильную проходимость и улучшенные конфигурационные возможности транспортного средства. Патент РФ № 173865, МПК B62D 57/00, 15.09.2017. Данное техническое решение принято в качестве прототипа.Known articulated vehicle containing a frame consisting of front and rear sections with front and rear axles, on which the motor wheels are installed, and the front and rear sections are connected to each other by a module of the middle axle with the corresponding motor wheels by means of hinges, and power drives providing independent longitudinal movement and folding of the sections relative to the axis passing through the centers of rotation of the module wheels. Free rotation of the sections relative to the longitudinal (axis of symmetry of the vehicle) and transverse (passing through the center of rotation of the module wheels) axles of the vehicle ensures constant contact of all wheels with the surface and, as a result, constant loading of the wheels when driving on difficult terrain, that is, provides a high profile cross-country ability and improved configuration capabilities of the vehicle. RF patent No. 173865, IPC B62D 57/00, 15.09.2017. This technical solution was adopted as a prototype.

Недостатком данного транспортного средства является наличие бокового проскальзывания колес по поверхности при повороте, что приводит к нарушению целостности почвенного покрова и ухудшает экологию окружающей среды, особенно в условиях северных регионов с трудно восстанавливающейся тундровой растительностью.The disadvantage of this vehicle is the presence of lateral slippage of the wheels over the surface when turning, which leads to a violation of the integrity of the soil cover and worsens the ecology of the environment, especially in the conditions of northern regions with difficult-to-recover tundra vegetation.

Технической задачей является разработка сочлененного транспортного средства, которое способно маневрировать с минимальным разрушением почвы и не имеет ограничений по допустимой полезной нагрузке.The technical challenge is to develop an articulated vehicle that is capable of maneuvering with minimal soil destruction and has no restrictions on the permissible payload.

Техническим результатом является уменьшение разрушающего действия на почву при маневрировании.The technical result is to reduce the destructive effect on the soil when maneuvering.

Технический результат достигается тем, что в сочлененном транспортном средстве, состоящем из переднего, среднего и заднего модулей, каждый из которых оснащен мотор-колесами, причем передний и задний модули соединены между собой средним модулем с приводами, обеспечивающими независимое продольное перемещение, складывание относительно поперечной оси и вращение относительно продольной оси переднего и заднего модулей транспортного средства в свободном и управляемом режимах, в среднем модуле установлен шарнир с осью, перпендикулярной продольной оси транспортного средства и оси, проходящей через центры вращения колес среднего модуля, оснащенного приводом, обеспечивающим поворот переднего модуля относительно заднего модуля в горизонтальной плоскости.The technical result is achieved by the fact that in an articulated vehicle, consisting of front, middle and rear modules, each of which is equipped with motor-wheels, and the front and rear modules are interconnected by a middle module with drives that provide independent longitudinal movement, folding about the transverse axis and rotation about the longitudinal axis of the front and rear modules of the vehicle in free and controlled modes, a hinge is installed in the middle module with an axis perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and the axis passing through the centers of rotation of the wheels of the middle module, equipped with a drive that provides rotation of the front module relative to the rear module in the horizontal plane.

Сущность полезной модели поясняется схемами 1–3.The essence of the utility model is illustrated by diagrams 1–3.

На фиг. 1, 2 изображена схема предполагаемого сочлененного транспортного средства, где 1 – передний модуль, 2 – задний модуль, 3 – шарнир соединения модулей 1 и 2, 4 – средний модуль, 5, 6 – приводы продольного перемещения, 7, 8 – приводы поворота переднего и заднего модулей, 9 – мотор-колеса, 10 – привод складывания модулей, 11 – шарнир соединения среднего модуля и привода, обеспечивающего поворот переднего модуля относительно заднего, 12 – привод поворота переднего модуля относительно заднего модуля.FIG. 1, 2 shows a diagram of the alleged articulated vehicle, where 1 is the front module, 2 is the rear module, 3 is the hinge for connecting modules 1 and 2, 4 is the middle module, 5, 6 are the drives for longitudinal movement, 7, 8 are the drives for turning the front and rear modules, 9 - motor-wheels, 10 - module folding drive, 11 - hinge for connecting the middle module and the drive, which ensures rotation of the front module relative to the rear one, 12 - drive of rotation of the front module relative to the rear module.

Предлагаемое сочлененное транспортное средство состоит из переднего модуля 1 и заднего модуля 2, соединенных шарниром 3, расположенным в среднем модуле 4. Приводы продольного перемещения 5, 6 обеспечивают изменение колесной базы между средним модулем и колесными осями переднего и заднего модулей.The proposed articulated vehicle consists of a front module 1 and a rear module 2, connected by a hinge 3 located in the middle module 4. Longitudinal drives 5, 6 provide a change in the wheelbase between the middle module and the wheel axles of the front and rear modules.

Принудительный (управляемый) поворот переднего и заднего модулей относительно продольной оси транспортного средства обеспечивается при помощи приводов 7 и 8.Forced (controlled) rotation of the front and rear modules relative to the longitudinal axis of the vehicle is provided by drives 7 and 8.

Изменение угла между передним и задним модулями относительно поперечной оси, проходящей через центры вращения мотор-колес 9 модуля 4, обеспечивается с помощью привода складывания 10, входящего в состав среднего модуля. Конструкция привода складывания модулей допускает как свободный поворот модулей, так и принудительный подъем/опускание одного из модулей. Свободная самоустановка переднего и заднего модулей относительно продольной и поперечной осей транспортного средства обеспечивает постоянный контакт всех мотор-колес с опорной поверхностью и, как следствие, постоянную загрузку колес при движении по сложному рельефу.Changing the angle between the front and rear modules relative to the transverse axis passing through the centers of rotation of the motor wheels 9 of the module 4 is provided by the folding drive 10, which is part of the middle module. The design of the module folding drive allows both free rotation of the modules and forced lifting / lowering of one of the modules. Free self-alignment of the front and rear modules relative to the longitudinal and transverse axes of the vehicle ensures constant contact of all motor wheels with the supporting surface and, as a result, constant wheel loading when driving on difficult terrain.

В среднем модуле установлен шарнир 11, ось которого перпендикулярна продольной оси транспортного средства и оси, проходящей через центры вращения колес данного модуля. Шарнир 11 оснащен приводом 12, обеспечивающим поворот переднего модуля относительно заднего модуля в горизонтальной плоскости.In the middle module there is a hinge 11, the axis of which is perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and to the axis passing through the centers of rotation of the wheels of this module. The hinge 11 is equipped with a drive 12, which allows the front module to rotate relative to the rear module in the horizontal plane.

На фиг. 3 изображена схема поворота сочлененного транспортного средства за счет изменения взаимного положения переднего и заднего модулей при помощи складывания шарнира 11 приводом 12. Движение сочлененного транспортного средства осуществляется по дуге с заданным радиусом. При таком способе поворота поперечное проскальзывание мотор-колес по поверхности является минимальным, что обеспечивает отсутствие разрушения почвенного слоя.FIG. 3 shows a diagram of the rotation of the articulated vehicle by changing the relative position of the front and rear modules by folding the hinge 11 by the drive 12. The movement of the articulated vehicle is carried out in an arc with a given radius. With this method of turning, the lateral slippage of the motor wheels on the surface is minimal, which ensures that the soil layer is not destroyed.

Сочлененное транспортное средство обладает уменьшенным разрушающим действием на почву при маневрировании, чем прототип, поскольку позволяет расположить плоскости вращения мотор-колес по касательной к дуге поворота существенно снижая поперечное проскальзывание мотор-колеса при повороте транспортного средства, что уменьшает механическое повреждение поверхностного слоя почвы. Кроме того, возможность маневрирования (поворота) при сохранении контакта с поверхностью всех колес транспортного средства позволяет увеличить предельно допустимую полезную нагрузку на передний и задний модули.The articulated vehicle has a reduced destructive effect on the soil when maneuvering than the prototype, since it allows the planes of rotation of the motor-wheels to be tangentially to the turning arc, significantly reducing the lateral slippage of the motor-wheel when turning the vehicle, which reduces mechanical damage to the surface layer of the soil. In addition, the ability to maneuver (turn) while maintaining contact with the surface of all wheels of the vehicle makes it possible to increase the maximum permissible payload on the front and rear modules.

Claims

An articulated vehicle, consisting of front, middle and rear modules, each of which is equipped with motor-wheels, and the front and rear modules are interconnected by the middle module with drives that provide independent longitudinal movement, folding about the transverse axis and rotation about the longitudinal axis of the front and rear modules of the vehicle in free and controlled modes, characterized in that in the middle module there is a hinge with an axis perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle and the axis passing through the centers of rotation of the wheels of the middle module, equipped with a drive that ensures the rotation of the front module relative to the rear module in the horizontal plane.