RU2067941C1

RU2067941C1 - Walking support

Info

Publication number: RU2067941C1
Authority: RU
Inventors: Е.С. Брискин; А.Е. Русаковский; Ю.А. Котова
Original assignee: Волгоградский государственный технический университет
Priority date: 1992-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1996-10-20

Abstract

FIELD: transport; cross-country vehicles with wheelless propelling devices; multisupport watering machines. SUBSTANCE: walking support has housing 1 carrying bracket 2 and useful load 3. Engine 4 is connected with symmetrical differential 8 through clutch 5, reduction gear 6 and clutch 7. Crank 10, curvilinear support 11 with shoe 12 and rocking lever 13 form front left-hand driving support member. Crank 16, curvilinear support 17 with shoe 18 and rocking lever form front right-hand support member. Cranks 32, 37, curvilinear supports 33, 38 with shoes 34, 39, and rocking levers form left-hand and right-hand driven support members. Crank 10 is installed on driving axle-shaft connected with differential 8. Crank 16 is installed on axle-shaft also connected with differential 8. Axle-shafts are furnished with toothed clutch members for engaging and locking the differential, depending on angle of crank turning. Shoes 12 and 34 are connected by rigid tie 41, and shoes 18 and 39, by rigid tie 42. EFFECT: enlarged operating capabilities. 5 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам с движителями, отличными от колесных, например, с шагающими движителями, и может быть использовано для многоопорных поливных машин и транспортных средств повышенной проходимости. The invention relates to vehicles with propellers other than wheeled, for example, with walking propulsors, and can be used for multi-support irrigation machines and cross-country vehicles.

Известна шагающая опора, содержащая балки с опорными стойками и башмаками, механизмы перемещения их относительно друг друга, при этом опорные стойки выполнены в виде шарнирных четырехзвенников с приводом в виде гидроцилиндров, управляемых распределителем, снабженным двуплечим рычагом для взаимодействия с толкателями, установленными на балках (А.С. СССР N 523830, кл. D 62 D 57/02, А 01 G 25/09, 1976 г.). Known walking support containing beams with support racks and shoes, mechanisms for moving them relative to each other, while the support racks are made in the form of articulated four-link actuators in the form of hydraulic cylinders controlled by a distributor equipped with a two-arm lever for interaction with pushers mounted on the beams (A .S. USSR N 523830, class D 62 D 57/02, A 01 G 25/09, 1976).

Недостатком этого технического решения является увеличение энергозатрат, вследствие наличия двух самостоятельных силовых приводов, один из которых (привод адаптации) гидравлический, т.е. обладает повышенной энергоемкостью, а тяговый привод включает в себя реверсивный двигатель, что также увеличивает энергозатраты за счет наличия циклов разгона и торможения на периоде рабочего хода, хотя наиболее благоприятным с энергетической точки зрения является случай равномерного вращения вала силового привода. The disadvantage of this technical solution is the increase in energy consumption due to the presence of two independent power drives, one of which (adaptation drive) is hydraulic, i.e. possesses increased energy intensity, and the traction drive includes a reversible engine, which also increases energy consumption due to the presence of acceleration and braking cycles during the stroke period, although the case of uniform rotation of the power drive shaft is the most favorable from an energy point of view.

Наиболее близким техническим решением является самоходное транспортное средство, содержащее шагающие опоры, каждая из которых шарнирно соединена со свободными концами шатунов двух синхронно установленных кривошипно-шатунных механизмов типа "Прямила Чебышева", качающиеся рычаги которых шарнирно установлены на ходовой раме (А.С.СССР N 564205, кл. B 62 D 57/02, 1975 г.). The closest technical solution is a self-propelled vehicle containing walking supports, each of which is pivotally connected to the free ends of the connecting rods of two synchronously mounted crank mechanisms of the Chebyshev Straight type, the swinging arms of which are pivotally mounted on the running frame (A.SS.SSSR N 564205, CL B 62 D 57/02, 1975).

Недостатком данного технического решения является повышенные энергозатраты, связанные с тем, что корпус самоходного транспортного средства совершает вертикальные колебания вследствие того, что "Прямило Чебышева" обладает коэффициентом режима меньшим 0,5, поэтому при отрыве одного опорного элемента от опорной поверхности второй опорный элемент еще находится в стадии переноса. The disadvantage of this technical solution is the increased energy costs associated with the fact that the body of the self-propelled vehicle makes vertical vibrations due to the fact that the Chebyshev Straight has a mode coefficient of less than 0.5, therefore, when one supporting element is torn off from the supporting surface, the second supporting element is still located in the transfer stage.

Сущность изобретения заключается в том, что шагающая опора, предназначенная преимущественно для многоопорных поливных машин и транспортных средств повышенной проходимости, содержащая корпус с побортно установленными на нем опорными элементами, связанными с корпусом шарнирно через качающиеся рычаги передних и задних четырехзвенников лямбдообразного типа и кривошипы, а с силовым приводом через кривошипы побортно расположенных передних четырехзвенников, при этом кривошипы передних четырехзвенников соединены между собой общим силовым приводом, содержащим симметричный дифференциал с элементами блокировки его выходных полуосей, связанных с соответствующими кривошипами, а элементы блокировки выполнены в виде зубчатых полумуфт и установлены на этих полуосях внутри дифференциала через соответствующие угловые расстояния. The essence of the invention lies in the fact that the walking support, designed primarily for multi-support irrigation machines and cross-country vehicles, comprising a housing with support elements mounted on it side-by-side, connected to the housing articulated through the swinging levers of the front and rear four-link lamb-shaped type and cranks, and with a power drive through the cranks of the front-mounted four-link arms located outboard, while the cranks of the front four-link are connected by a common force m drive containing a symmetric differential with locking elements of its output half shafts connected with the corresponding cranks, and locking elements made in the form of gear half-couplings and mounted on these half shafts inside the differential through the corresponding angular distances.

На фиг. 1 представлен общий вид шагающей опоры, на фиг.2 кинематическая схема привода опорных элементов, на фиг.3 кинематическая схема межбортового симметричного дифференциала, на
фиг. 4 вид зубчатых полумуфт в сечении плоскостью, перпендикулярной оси их вращения, на фиг.5 траектория каждой опорной точки.In FIG. 1 shows a general view of a walking support; in FIG. 2, a kinematic diagram of a drive of support elements; in FIG. 3, a kinematic diagram of a double-sided symmetrical differential;
FIG. 4 is a view of gear half-couplings in section by a plane perpendicular to the axis of their rotation, in FIG. 5 the trajectory of each reference point.

Шагающая опора (фиг.1) содержит корпус 1, на котором с помощью кронштейнов 2 установлено рабочее оборудование 3. На корпусе 1 установлен двигатель 4, соединенный через муфту 5, редуктор 6 и муфту 7 с симметричным дифференциалом 8. Двигатель 4, муфта 5, редуктор 6 и муфта 7 образуют силовой привод. Левая полуось 9 (фиг.2,3) дифференциала 8 соединена с кривошипом 10, последний соединен шарнирно с криволинейной опорой 11 (фиг.1,2), оборудованной башмаком 12 и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 13, второй конец которого шарнирно соединен с кронштейном 14, установленным на корпусе 1. Кривошип 10, криволинейная опора 11, башмак 12 и качающийся рычаг 13 образуют левый передний опорный элемент, а соединение кривошипа 10 с полуосью 9 дифференциала 8 делают этот опорный элемент ведущим. Правая полуось 15 дифференциала 8 соединена с кривошипом 16 (фиг.1,2), последний соединен шарнирно с криволинейной опорой 17, снабженной башмаком 18 и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 19, второй конец шарнирно соединен с кронштейном 14. Кривошип 16, криволинейная опора 17, башмак 18 и качающийся рычаг 19 образуют правый передний опорный элемент, а соединение кривошипа 16 с полуосью 15 дифференциала 8 делает этот элемент ведущим. Левая полуось 9 дифференциала 8 соединена с шестерней 20 (фиг.3), взаимодействующей с шестернями 21 и 22, которые в свою очередь взаимодействуют с шестерней 23, установленной на полуоси 15. Дифференциал 8 снабжен шестерней 24, взаимодействующей через муфту 7, редуктор 6, муфту 5 с двигателем 4. Полуось 9 снабжена зубчатой полумуфтой 26 (фиг.3,4), имеющей зубцы 27 и 28, а полуось 15 снабжена зубчатой полумуфтой 29, имеющей зубцы 30 и 31. Одна из полумуфт, например 29, расположена внутри другой полумуфты, например 26. Введение в симметричный дифференциал зубчатых полумуфт и соединение последних с полуосями, на которых установлены кривошипы передних левого и правого ведущих опорных элементов, обеспечивает блокировку дифференциала в зависимости от угла поворота входного вала. Кривошип 32 левого заднего опорного элемента установлен шарнирно на корпусе 1 (фиг.1,2) и соединен с криволинейной опорой 33, снабженной башмаком 34, и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 35, второй конец которого шарнирно закреплен на кронштейне 36. Кривошип 37 заднего правого опорного элемента шарнирно установлен на корпусе 1 и соединен с криволинейной опорой 38, снабженной башмаком 39 и соединенной шарнирно с качающимся рычагом 40, второй конец которого шарнирно закреплен на кронштейне 36. Башмак 12 переднего левого опорного элемента соединен с башмаком 34 левого заднего опорного элемента жестким стержнем 41, а башмак 18 переднего правого опорного элемента соединен с башмаком 39 заднего правого опорного элемента жестким стержнем 42. Каждая опорная точка башмаков 12, 18, 34 и 39 описывает идентичную траекторию (фиг. 5), где участок АБ соответствует фазе опоры на грунт, БВА фазе переноса. Точка В расположена на траектории так, что длина дуги ВА равна длине опорного участка АБ. The walking support (Fig. 1) contains a housing 1 on which working equipment 3 is installed using brackets 2. A motor 4 is mounted on the housing 1, connected through a coupling 5, a gearbox 6 and a coupling 7 with a symmetrical differential 8. Engine 4, a coupling 5 gearbox 6 and clutch 7 form a power drive. The left half shaft 9 (Fig. 2,3) of the differential 8 is connected to the crank 10, the latter is pivotally connected to a curved support 11 (Fig. 1,2), equipped with a shoe 12 and pivotally connected to the swing arm 13, the second end of which is pivotally connected to the bracket 14 mounted on the housing 1. The crank 10, the curved support 11, the shoe 12 and the swing arm 13 form the left front support element, and the connection of the crank 10 with the axle shaft 9 of the differential 8 make this support element leading. The right axis 15 of the differential 8 is connected to the crank 16 (Fig.1,2), the latter is pivotally connected to a curved support 17, equipped with a shoe 18 and pivotally connected to the swing arm 19, the second end is pivotally connected to the bracket 14. Crank 16, curved support 17 , the shoe 18 and the swing arm 19 form the right front support element, and the connection of the crank 16 with the axle shaft 15 of the differential 8 makes this element leading. The left axle shaft 9 of the differential 8 is connected to the gear 20 (Fig.3), interacting with gears 21 and 22, which in turn interact with the gear 23 mounted on the axle shaft 15. Differential 8 is equipped with a gear 24 interacting through the coupling 7, the gearbox 6, a coupling 5 with an engine 4. The axle shaft 9 is provided with a gear coupling half 26 (FIGS. 3,4) having teeth 27 and 28, and the gear shaft 15 is equipped with a gear coupling half 29 having teeth 30 and 31. One of the coupling halves, for example 29, is located inside the other coupling halves, for example 26. Introduction to the gear differential half gear ft and connection of the latter with half shafts, on which the cranks of the front left and right leading supporting elements are installed, provides differential lock depending on the angle of rotation of the input shaft. The crank 32 of the left rear support element is pivotally mounted on the housing 1 (Fig.1,2) and is connected to a curved support 33 provided with a shoe 34 and pivotally connected to the swing arm 35, the second end of which is pivotally mounted on the bracket 36. The rear right crank 37 the support element is pivotally mounted on the housing 1 and connected to a curved support 38 provided with a shoe 39 and pivotally connected to a swing arm 40, the second end of which is pivotally mounted to the bracket 36. The shoe 12 of the front left support element is connected with the shoe 34 of the left rear support element by a rigid rod 41, and the shoe 18 of the front right support element is connected to the shoe 39 of the rear right support element by a hard rod 42. Each reference point of the shoes 12, 18, 34 and 39 describes an identical path (Fig. 5), where the AB section corresponds to the phase of support on the ground, BVA phase transfer. Point B is located on the trajectory so that the length of the arc VA is equal to the length of the reference portion AB.

Работает шагающая опора следующим образом. Опорные точки башмаки 12 и 34 находятся в точке А траектории, опираясь на грунт, а опорные точки - башмаки 18 и 39 находятся в точке Б траектории на грани выхода из состояния опирания на грунт. Крутящий момент от двигателя 4 передается через муфту 5, редуктор 6, муфту 7 и вал-шестерню 25 на шестерню 24 симметричного дифференциала 8, приводя в движение шестерни 21 и 22. Полуось 9 с шестерней 20 и полумуфтой 26 находятся в покое, вследствие чего шестерни 21 и 22 начинают вращаться вокруг собственной оси и приводят во вращение шестерни 23, а через нее полуось 15 и зубчатую полумуфту 29. Полуось 15 начинает поворачивать кривошип 16, который поворачивает криволинейную опору 17 и качающийся рычаг 19, при этом опорная точка башмака 18 поднимается и перемещается по траектории от точки Б к точке В. Через жесткий стержень 42 поворот криволинейной опоры 17 передается на криволинейную опору 38, которая, поворачиваясь, вращает кривошип 37 и качающийся рычаг 40, обеспечивая тем самым движение опорной точки башмака 39 по траектории от точки Б к точке В синфазно с опорной точкой башмака 18. Кривошип 10, криволинейная опора 11, качающийся рычаг 13, кривошип 32, криволинейная опора 33, связанная через жесткий стержень 41 с криволинейной опорой 11, и качающийся рычаг 35 неподвижны, поэтому опорные точки башмаки 12 и 34 находятся в контакте с грунтом в точке А траектории. При повороте полуоси 15 с зубчатой полумуфтой 29 и кривошипом 16 на угол, при котором опорные точки башмаки 18 и 39 окажутся в точке В траектории, зубцы 30 и 31 соприкасаются с зубцами 27 и 28 соответственно, и дифференциал 8 блокируется. Крутящий момент равномерно распределяется между полуосями 9 и 15, которые приобретают одинаковую угловую скорость, при этом опорные точки башмаки 18 и 39 продолжают двигаться по траектории от точки В к точке А. Полуось 9 поворачивает кривошип 10, который поворачивает криволинейную опору 11 и качающийся рычаг 13, при этом опорная точка башмак 12 перемещается по траектории от точки А к точке Б. Через жесткий стержень 41 поворот криволинейной опоры 11 передается на криволинейную опору 33, которая, поворачиваясь, вращает кривошип 32 и качающийся рычаг 35, обеспечивая тем самым синфазное движение опорной точки башмака 34 по траектории от точки А к точке Б. Так как опорные точки башмаки 12 и 34 находятся на грунте, то, оставаясь неподвижными относительно грунта, они способствуют перемещению корпуса 1 относительно грунта на длину рабочего хода АБ. Когда опорные точки - башмаки 12 и 34 окажутся в точке Б траектории, опорные точки-башмаки 18 и 39 коснутся грунта в точке А траектории, башмаки 12 и 34 выйдут из зацепления с грунтом. При этом полезная нагрузка, передаваемая через полуось 9 на шестерню 20 пропадает, вследствие чего шестерня 23 останавливается, что приводит к остановке зубчатой полумуфты 29, а шестерня 20 приобретает большую угловую скорость, вращая полуось 9. Зубцы 27 и 28 отделяются от зубцов 30 и 31 и движутся вместе с зубчатой полумуфтой 26. Полуось 9, вращая кривошип 10, криволинейную опору 11 и качающийся рычаг 13, перемещает опору башмак 12 по участку БВ траектории. Через жесткий стержень 41 это движение передается на опору башмак 34. Когда опорные точки башмаки 12 и 34 окажутся в точке В траектории, зубцы 27 и 28 зубчатой полумуфты 26 касаются зубцов 30 и 31 зубчатой полумуфты 29, после чего дифференциал 8 блокируется, угловые скорости полуосей 9 и 15 выравниваются, при этом опорные точки башмаки 12 и 34 перемещаются от точки В к точке А траектории, а опорные точки башмаки 18 и 39 перемещаются от точки А к точке Б траектории, толкая тем самым корпус 1 вперед. В тот момент, когда опорные точки башмаки 18 и 39 окажутся в точке Б траектории, опорные точки башмаки 12 и 34 опустятся на грунт в точке А траектории. При дальнейшем движении двигателя цикл повторяется. The walking support works as follows. The reference points of the shoes 12 and 34 are located at point A of the trajectory, relying on the ground, and the reference points - the shoes of 18 and 39 are located at point B of the trajectory on the verge of leaving the state of bearing on the ground. The torque from the engine 4 is transmitted through the coupling 5, the gearbox 6, the coupling 7 and the pinion shaft 25 to the gear 24 of the symmetrical differential 8, driving the gears 21 and 22. The axle shaft 9 with the gear 20 and the coupling half 26 are at rest, as a result of which the gears 21 and 22 begin to rotate around their own axis and cause the gears 23 to rotate, and through it the half shaft 15 and the gear half coupling 29. The half shaft 15 starts to turn the crank 16, which rotates the curved support 17 and the swinging arm 19, while the bearing point of the shoe 18 rises and moves I along the trajectory from point B to point B. Through the rigid rod 42, the rotation of the curved support 17 is transmitted to the curved support 38, which, turning, rotates the crank 37 and the swing arm 40, thereby ensuring the movement of the reference point of the shoe 39 along the path from point B to point B in phase with the reference point of the shoe 18. The crank 10, the curved support 11, the swinging arm 13, the crank 32, the curved support 33 connected through a rigid rod 41 with the curved support 11, and the swinging arm 35 are fixed, therefore, the reference points of the shoes 12 and 34 find I am in contact with the ground at the point A of the trajectory. When the axis 15 is rotated with the gear coupling half 29 and the crank 16 through the angle at which the bearing points of the shoes 18 and 39 are at the point B of the path, the teeth 30 and 31 are in contact with the teeth 27 and 28, respectively, and the differential 8 is blocked. The torque is evenly distributed between the axles 9 and 15, which acquire the same angular velocity, while the reference points of the shoes 18 and 39 continue to move along the path from point B to point A. The axle shaft 9 turns the crank 10, which rotates the curved support 11 and the swinging arm 13 while the reference point of the shoe 12 moves along the trajectory from point A to point B. Through the rigid rod 41, the rotation of the curved support 11 is transmitted to the curved support 33, which, turning, rotates the crank 32 and the swinging arm 35, about espechivaya thus inphase motion datum of the shoe 34 into a path from point A to point B. Since the reference points shoes 12 and 34 are on the ground, then, remaining stationary relative to the ground, they contribute to the displacement of the housing 1 relative to the ground by the length of the stroke AB. When the reference points - shoes 12 and 34 are at point B of the path, the reference points-shoes 18 and 39 will touch the ground at point A of the path, the shoes 12 and 34 will be out of mesh with the ground. In this case, the payload transmitted through the half shaft 9 to the gear 20 disappears, as a result of which the gear 23 stops, which leads to the stop of the gear half coupling 29, and the gear 20 acquires a greater angular velocity by rotating the half shaft 9. The teeth 27 and 28 are separated from the teeth 30 and 31 and move together with the gear coupling half 26. The axle shaft 9, rotating the crank 10, the curved support 11 and the swinging arm 13, moves the support shoe 12 along the portion of the path BV. Through the rigid rod 41, this movement is transmitted to the shoe support 34. When the bearing points of the shoes 12 and 34 are at point B of the trajectory, the teeth 27 and 28 of the gear coupling half touch the teeth 30 and 31 of the gear coupling 29, after which the differential 8 is blocked, the angular velocity of the axle shafts 9 and 15 are aligned, while the reference points of the shoes 12 and 34 move from point B to point A of the path, and the reference points of shoes 18 and 39 move from point A to point B of the path, thereby pushing the housing 1 forward. At the moment when the reference points of the shoes 18 and 39 are at point B of the path, the reference points of the shoes 12 and 34 will fall to the ground at point A of the path. With further movement of the engine, the cycle repeats.

Соединение кривошипов передних четырехзвенников лямбдообразного типа между собой общим силовым приводом, содержащим симметричный дифференциал с элементами блокировки в зависимости от угла поворота кривошипов, позволяет получить многофункциональную шагающую опору для универсального применения, повысить проходимость и снизить энергозатраты. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 The connection of the lambda-shaped front four-link cranks to each other with a common power drive containing a symmetrical differential with locking elements depending on the angle of rotation of the cranks allows you to get a multifunctional walking support for universal use, increase throughput and reduce energy consumption. YYY2 YYY4

Claims

Walking support, designed primarily for multi-support irrigation machines and off-road vehicles, comprising a housing with support elements mounted on it, connected to the housing articulated through swinging levers of the front and rear articulated four-link arms of a lamb-like type and cranks, and with a power drive through cranks the front four-wheeler, characterized in that the cranks of the front four-linkers are interconnected by a common power drive, containing m symmetric differential with locking elements semiaxes its output connected to a respective crank, wherein the locking elements are designed as toothed coupling halves are mounted on the inside of these semi-axes through respective differential angular distances.