RU2092364C1

RU2092364C1 - Articulated vehicle

Info

Publication number: RU2092364C1
Application number: RU94006812A
Authority: RU
Inventors: В.В. Громов; Р.К. Веткин; В.И. Комиссаров; В.И. Кучеренко; П.С. Сологуб; В.С. Соломников
Original assignee: Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1997-10-10
Also published as: RU94006812A

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: articulated vehicle has semiframes 1 and 2 with fitted on motors-in-wheels 3-8. Middle wheels 5 and 6 are installed on common axle 9 connected with semiframes 1 and 2 by means of levers 10 and 11. Divider is mounted on axle 9. Movable members of divider are coupled with levers 10 and 11. Movable members can be made in form of meshing gear sectors or in form of rocker. EFFECT: enlarged operating capabilities. 5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к безрельсовым наземным транспортным средствам, в частности, к сочлененным транспортным средствам. The invention relates to trackless land vehicles, in particular, to articulated vehicles.

Известно сочлененное транспортное средство, содержащее полурамы с установленными на них ведущими колесами, шарнирно сочлененные с помощью промежуточного элемента, связанного с одной из полурам продольным шарниров, а с другой поперечным /авт. св. N 1654098, кл. B 60 D 21/12/. Known articulated vehicle containing half frames with drive wheels mounted on them, articulated with an intermediate element connected to one of the half frames with longitudinal hinges, and with the other transverse / ed. St. N 1654098, cl. B 60 D 21/12 /.

Его недостатком является ограниченная профильная проходимость вследствие недостаточной приспособляемости к рельефу местности, поскольку двухстепенной шарнир не обеспечивает контакт всех шести колес с грунтом на поверхности сложного рельефа. Это, кроме того, приводит к повышенным нагрузкам на полурамы и узел сочленения. Другим недостатком является то, что использование единой силовой установки и механической трансмиссии, проходящей через продольный шарнир, приводит к тому, что при движении в одном из направлений /вперед или назад/ реактивные моменты, действующие на полурамы в поперечно-вертикальных плоскостях в противоположные стороны будут перегружать одноколесные борта секций и разгружать двухколесные борта, что приведет к снижению опорной проходимости на рыхлых грунтах. Its disadvantage is the limited cross-country ability due to insufficient adaptability to the terrain, since the two-stage hinge does not provide contact of all six wheels with the soil on the surface of a complex terrain. This, in addition, leads to increased loads on the half frames and the joint assembly. Another disadvantage is that the use of a single power plant and a mechanical transmission passing through a longitudinal hinge leads to the fact that when moving in one of the directions / forward or backward / reactive moments acting on the half-frames in transverse vertical planes in opposite directions will be to overload the unicycle sides of the sections and unload the two-wheeled sides, which will lead to a decrease in the support patency on loose soils.

Известно также сочлененное транспортное средство, содержащее полурамы с установленными на них мотор-колесами, шарнирно-сочлененные с помощью двух рычагов, связанных с полурамами продольными шарнирами /авт. св. N 1781119, кл. B 62 D 53/00, 1992/. Это техническое решение взято за прототип. An articulated vehicle is also known, containing half frames with motor wheels mounted on them, articulated with two levers connected with half frames by longitudinal hinges / ed. St. N 1781119, class B 62 D 53/00, 1992 /. This technical solution is taken as a prototype.

Его недостатком является то, что при его движении по неровной поверхности будут возникать курсовые уводы. Это объясняется тем, что одно из средних колес связано с передней секцией, а другое с задней, и к собственным угловым скоростям средних колес добавляются угловые скорости /в продольных вертикальных плоскостях/ соответствующих секций, в общем случае, не равные по величине, возникающие при преодолении секциями неровностей рельефа. А разность угловых скоростей колес средней оси будет вызывать курсовые уводы транспортного средства. Другим недостатком является то, что при повороте транспортного средства на месте /бортовом/ в одну из сторон, средняя ось будет догружаться реактивными моментами от мотор-колес, а при повороте в другую сторону разгружаться этими моментами, следовательно, его поворотность в это сторону будет пониженной, что ведет к снижению проходимости транспортного средства. Its disadvantage is that when it moves on an uneven surface, course withdrawals will occur. This is explained by the fact that one of the middle wheels is connected with the front section, and the angular velocities / in longitudinal vertical planes / of the corresponding sections are added to the own angular speeds of the middle wheels, in general, they are not equal in magnitude that arise when overcoming sections of uneven terrain. And the difference in the angular velocities of the wheels of the middle axis will cause the course of the vehicle. Another disadvantage is that when the vehicle is turned in place / onboard / to one side, the middle axis will be loaded with reactive moments from the motor wheels, and when turned in the opposite direction it will be unloaded with these moments, therefore, its rotation in this direction will be reduced , which leads to lower maneuverability.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков. The objective of the invention is to remedy these disadvantages.

Это достигается тем, что средние мотор-колеса установлены на общей колесной оси, связанной поперечными горизонтальными шарнирами с рычагами, и в средней части которой установлен делительный механизм, подвижные элементы которого связаны с рычагами и обеспечивают их разворот в противоположных направлениях относительно средней оси на углы, меньшие угла их относительного разворота. Поперечные шарниры могут быть выполнены соосными средней оси. This is achieved by the fact that the middle motor-wheels are mounted on a common wheel axis connected by horizontal transverse hinges with levers, and in the middle part of which a dividing mechanism is installed, the movable elements of which are connected with the levers and ensure their rotation in opposite directions relative to the middle axis by angles, smaller angles of their relative reversal. Cross joints can be made coaxial to the middle axis.

Делительный механизм может быть выполнен в виде сопряженных зубчатых секторов, каждый из которых жестко закреплен на одном из рычагов соосно с поперечным шарниром. The dividing mechanism can be made in the form of paired gear sectors, each of which is rigidly fixed to one of the levers coaxially with the transverse hinge.

Делительный механизм также может быть выполнен в виде коромысла, связанного своей средней частью со средней осью посредством вертикального шарнира, а концами шарнирно связанного с соответствующими рычагами посредством тяг. The dividing mechanism can also be made in the form of a rocker arm connected by its middle part to the middle axis by means of a vertical hinge, and by the ends pivotally connected to the corresponding levers by means of rods.

Кроме того, делительный механизм может быть выполнен в виде сопряженных зубчатых секторов, шарнирно установленных на средней оси и связанных с рычагами посредством тяг и шарниров. In addition, the dividing mechanism can be made in the form of paired gear sectors pivotally mounted on the middle axis and connected to the levers by means of rods and hinges.

На фиг. 1 представлен вид сверху на предлагаемое транспортное средство; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3-6 варианты делительных механизмов; на фиг. 7 транспортное средство в процессе преодоления препятствия. In FIG. 1 shows a top view of the proposed vehicle; in FIG. 2, section AA in FIG. one; in FIG. 3-6 options for dividing mechanisms; in FIG. 7 vehicle in the process of overcoming an obstacle.

Транспортное средство содержит полурамы 1 и 2 с установленными на них мотор-колесами 3 8. Средние колеса 5, 6 установлены на общей колесной оси 9. Рычаги 10, 11 связаны со средней осью поперечными шарнирами 12, 13 и с полурамами продольными шарнирами 14, 15. В средней части средней оси установлен делительный механизм 16, связанный с рычагами. Механизм может быть выполнен в виде сопряженной зубчатой пары 17, 18 /фиг. 3/, установленной на стойке 19, закрепленной на средней оси 9. Рычаги "а" зубчатых звеньев 17, 18 шарнирно связаны с тягами 20, 21, а последние шарнирно связаны с рычагами 110, 11 соответственно. The vehicle contains half frames 1 and 2 with motor wheels 3 8 mounted on them. Middle wheels 5, 6 are mounted on a common wheel axis 9. The levers 10, 11 are connected with the middle axis by transverse hinges 12, 13 and with half frames by longitudinal hinges 14, 15 In the middle part of the middle axis, a dividing mechanism 16 is connected associated with the levers. The mechanism can be made in the form of a conjugate gear pair 17, 18 / Fig. 3 / mounted on a stand 19, mounted on the middle axis 9. The levers "a" of the gear links 17, 18 are pivotally connected to the rods 20, 21, and the latter are pivotally connected to the levers 110, 11, respectively.

В другом варианте делительного механизма /фиг. 4, 5/ коромысло 22 связано со средней осью 9 с помощью вертикального шарнира 23. Концы коромысла связаны с рычагами 10, 11 посредством тяг 24, 25, концы которых связаны сферическими шарнирами 27, 28 с коромыслом 22 и рычагами 10, 11. In another embodiment of the dividing mechanism / Fig. 4, 5 / the beam 22 is connected to the middle axis 9 by means of a vertical hinge 23. The ends of the beam are connected to the levers 10, 11 via rods 24, 25, the ends of which are connected by spherical hinges 27, 28 with the beam 22 and levers 10, 11.

Вариант делительного механизма, показанный на фиг. 6, содержит сопряженные зубчатые сектора /17, 18/, которые закреплены на рычагах 10, 11 соосно поперечными шарнирам 12, 13, связывающим их средней осью 9. A variant of the dividing mechanism shown in FIG. 6, contains conjugate gear sectors / 17, 18 /, which are fixed on levers 10, 11 coaxially with transverse hinges 12, 13, connecting them with the middle axis 9.

Поперечные шарниры могут быть выполнены либо параллельными средней оси /фиг. 4, 5, 6/, либо соосными ей /фиг. 1, 2, 3/. The transverse hinges can be either parallel to the middle axis / Fig. 4, 5, 6 /, or coaxial with it / Fig. 1, 2, 3 /.

Работает транспортное средство следующим образом. The vehicle operates as follows.

При включении мотор-колес на вращение в одном направлении с одинаковыми скоростями оно движется прямолинейно. При вращении колес разных бортов с разными скоростями происходит поворот с некоторым радиусом. При вращении колес разных бортов с одинаковой скоростью в противоположных направлениях осуществляется поворот на месте /бортовой поворот/. When you turn on the motor wheels to rotate in one direction with the same speeds, it moves rectilinearly. When the wheels of different sides rotate at different speeds, a turn occurs with a certain radius. When the wheels of different sides rotate at the same speed in opposite directions, a turn is made in place / side turn /.

Продольные шарниры 14, 15 и поперечные шарниры 12, 13, вращение которых согласовано делительным механизмом 16, обеспечивает возможность независимого крена полурам 1, 2 с крайними колесами относительно средней оси и поворота полурам в продольной плоскости относительно поперечной оси, и относительно друг друга, что обеспечивает контакт всех колес с грунтом при движении по произвольному рельефу. The longitudinal hinges 14, 15 and the transverse hinges 12, 13, the rotation of which is agreed upon by the dividing mechanism 16, provide the possibility of independent roll of the semi-frames 1, 2 with the extreme wheels relative to the middle axis and rotation of the semi-frames in the longitudinal plane relative to the transverse axis and relative to each other, which contact of all wheels with the ground when moving along an arbitrary terrain.

Размещение средних мотор-колес на общей колесной оси приводит к тому, что их угловые скорости вращения не зависят от угловых скоростей полурам и, следовательно, пара средних мотор-колес не создает момента, вызывающего увод транспортного средства. Placing the middle motor-wheels on a common wheel axis leads to the fact that their angular rotational speeds are independent of the angular speeds of the semi-frames and, therefore, a pair of medium-sized motor-wheels does not create a moment causing the vehicle to be withdrawn.

Кроме того, это приводит к тому, что при бортовом повороте реактивные моменты от мотор-колес средней оси взаимно гасятся /так же как и реактивные моменты колес крайних осей/. Поэтому догрузка или разгрузка средней оси при повороте не возникает, что улучшает поворотливость транспортного средства. In addition, this leads to the fact that during an on-board rotation, the reactive moments from the motor-wheels of the middle axis mutually cancel out / as well as the reactive moments of the wheels of the extreme axes /. Therefore, the loading or unloading of the middle axis during rotation does not occur, which improves the agility of the vehicle.

Поперечные шарниры 12, 13 дают транспортному средству две степени свободы в продольной плоскости, что является избыточным. Без делительного механизма, снимающего избыточную степень свободы, средняя ось не имела бы фиксированного положения. Кроме того, делительный механизм обеспечивает передачу реактивного момента с одной полурамы на другую, что улучшает распределение загрузок колес при прямолинейном движении. The transverse hinges 12, 13 give the vehicle two degrees of freedom in the longitudinal plane, which is redundant. Without a dividing mechanism that removes an excessive degree of freedom, the middle axis would not have a fixed position. In addition, the dividing mechanism provides the transfer of reactive moment from one half frame to another, which improves the distribution of wheel loads in a rectilinear motion.

Кроме того, представленные варианты делительных механизмов обеспечивают выставление средней оси при произвольном положении полурам в некоторое среднее /по углу/ положение, что, в случае размещения на средней оси какого-либо оборудования, увеличивает допустимые углы относительного дифферента полурам /при преодолении препятствий/ без утыкания их в оборудование, установленное на средней оси /фиг. 7/. Кроме того, это создает более благоприятные условия работы ТВ-камер или остронаправленных антенн при их размещении на мачте, установленной на средней оси, так как уменьшает углы их наклона при движении по препятствиям /фиг. 7/, что является актуальным, например, для планетоходов. In addition, the presented variants of the dividing mechanisms ensure that the middle axis is set at an arbitrary position of the half-frames to a certain average / angle / position, which, if any equipment is placed on the middle axis, increases the allowable angles of the relative trim of the half-frames / when overcoming obstacles / without sticking them in equipment mounted on the middle axis / Fig. 7 /. In addition, this creates more favorable conditions for the operation of TV cameras or highly directional antennas when they are placed on a mast mounted on the middle axis, since it reduces the angles of their inclination when moving along obstacles / Fig. 7 /, which is relevant, for example, for planet rovers.

Claims

1. An articulated vehicle containing two half-frames connected to each other by two levers, on which the motor-wheels of the extreme axes are mounted, as well as the middle motor-wheels located on the same geometric axis, each lever being connected by a transverse hinge to the transverse axis and the other end using a longitudinal hinge with one of the half-frames, characterized in that the middle motor wheels are mounted directly on the transverse axis, on which the dividing mechanism is also located, movable ments which are kinematically connected with the levers and are pivotable levers in opposite directions about a transverse axis by an angle whose magnitude is smaller than the angle of relative rotation levers.

2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the axis of the transverse hinges of the levers are coaxial with the transverse axis.

3. The vehicle according to claim 1, characterized in that the movable elements of the dividing mechanism are made in the form of paired gear sectors, each of which is rigidly fixed to one of the levers coaxially with the transverse hinge.

4. The vehicle according to claim 1, characterized in that the dividing mechanism is made in the form of a rack vertically mounted on the transverse axis, and the movable elements are made in the form of a beam mounted by the middle part by means of a vertical hinge on the rack, and rods pivotally connected to the beam and leverage.

5. The vehicle according to claim 1, characterized in that the movable elements of the dividing mechanism are made in the form of paired gear sectors pivotally mounted on the middle axis and connected to the levers by means of rods and hinges.