RU2344961C1 - Propulsion unit - Google Patents
Propulsion unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2344961C1 RU2344961C1 RU2007113707/11A RU2007113707A RU2344961C1 RU 2344961 C1 RU2344961 C1 RU 2344961C1 RU 2007113707/11 A RU2007113707/11 A RU 2007113707/11A RU 2007113707 A RU2007113707 A RU 2007113707A RU 2344961 C1 RU2344961 C1 RU 2344961C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pendulum
- crank
- platform
- axis
- oscillation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортной технике, в частности к движителям транспортных средств высокой проходимости.The invention relates to transport equipment, in particular to propulsion vehicles of high cross-country ability.
Известен движитель (см. А.Ф.Крайнев. Словарь - справочник по механизмам, стр.47-48. "Машиностроение", Москва, 1987 г.- аналог). В этом движителе на стойке платформы наклонно, в сторону движения, установлен подпружиненный маятник с кривошипом на конце. Расположение кривошипа на маятнике в процессе его вращения создает колебания маятника, при этом происходит изменение его момента инерции из-за изменения центра тяжести. Однако наклонное расположение маятника не позволяет непосредственно колебаниями маятника перемещать платформу и эффективно сочетать изменение момента инерции маятника с действующими силами. Поэтому в заданном направлении устойчивого движения, скорости, тягового усилия не образуется.Known mover (see A.F. Krainev. Dictionary - a guide to mechanisms, pp. 47-48. "Engineering", Moscow, 1987 - analogue). In this propulsor, a spring-loaded pendulum with a crank at the end is installed obliquely, in the direction of movement, on the platform rack. The location of the crank on the pendulum during its rotation creates oscillations of the pendulum, with a change in its moment of inertia due to a change in the center of gravity. However, the inclined position of the pendulum does not directly allow the oscillations of the pendulum to move the platform and effectively combine the change in the moment of inertia of the pendulum with the acting forces. Therefore, in a given direction of steady motion, speed, traction is not formed.
Эти недостатки исключаются в движителе (см. патент RU 2288858 С2, МПК B62D 57/00 (2006.01), F03G 3/00 (2006.01) - прототип). Движитель содержит платформу, подпружиненный маятник с бойком, сектор колебания которого расположен в плоскости движения. На платформе движителя закреплена рама, на ее стойках установлены упоры, на маятнике расположен шкив с кривошипом, который предназначен для вращения от шкива привода. Боек на маятнике установлен с возможностью взаимодействия, по меньшей мере, с одним упором. Маятник через пружины связан со стойками рамы в плоскости его колебаний, а осевая линия сектора колебаний колебательного элемента расположена перпендикулярно направлению движения. В этом движителе перемещение платформы в заданном направлении осуществляется непосредственно движением маятника в моменты, когда платформа приподнята и при максимальной угловой скорости движения маятника, поэтому возрастает скорость движения, тяговое усилие и снижаются энергозатраты на перемещение. Однако в этом движителе передача тягового усилия от маятника к платформе осуществляется через пружины. Это не позволяет стабильно и в полной мере использовать каждый цикл колебаний маятника для перемещения платформы движителя из-за отсутствия жесткой связи между маятником и стойками рамы. Возможны несовпадения действий горизонтальных сил, перемещающих платформу, и вертикальных сил, приподнимающих ее в эти моменты. Такие несовпадения могут быть, например, при резком изменении частоты вращения привода или при большом наклоне платформы. Результатом таких несовпадений являются снижение скорости движения, тягового усилия и повышение энергозатрат на перемещение движителя.These disadvantages are eliminated in the propulsion device (see patent RU 2288858 C2, IPC B62D 57/00 (2006.01), F03G 3/00 (2006.01) - prototype). The mover contains a platform, a spring-loaded pendulum with a striker, the sector of which is located in the plane of motion. A frame is fixed on the propulsion platform, stops are installed on its racks, a pulley with a crank is located on the pendulum, which is designed to rotate from the drive pulley. The hammer on the pendulum is installed with the possibility of interaction with at least one emphasis. The pendulum is connected through springs to the struts of the frame in the plane of its vibrations, and the axial line of the sector of oscillation of the oscillating element is perpendicular to the direction of movement. In this mover, the movement of the platform in a given direction is carried out directly by the movement of the pendulum at the moments when the platform is raised and at the maximum angular velocity of the pendulum, therefore, the speed increases, the traction force and the energy consumption for movement decreases. However, in this propulsion, traction is transmitted from the pendulum to the platform through springs. This does not allow to stably and fully use each oscillation cycle of the pendulum to move the propulsion platform due to the lack of a rigid connection between the pendulum and the struts of the frame. There may be discrepancies between the horizontal forces that move the platform and the vertical forces that lift it at these times. Such discrepancies can be, for example, with a sharp change in the speed of the drive or with a large inclination of the platform. The result of such mismatches is a decrease in speed, traction and increased energy costs for moving the propulsion device.
Задачей изобретения является снижение энергозатрат на перемещение, повышение скорости и тягового усилия.The objective of the invention is to reduce energy consumption for moving, increasing speed and traction.
Задача достигается тем, что движитель содержит платформу, установленную на ней раму с закрепленной осью. Рама установлена вертикально на платформе, а на оси установлены маятник и привод вращения. Сектор колебания маятника расположен в плоскости движения. Привод вращения связан цепными передачами с кривошипом, расположенным на маятнике, и приводом колебаний маятника, выполненным в виде кривошипно-шатунного механизма. Ось колебаний маятника закреплена на раме между платформой и кривошипом. Связь маятника с рамой через кривошипно-шатунный механизм позволяет каждый цикл колебаний маятника использовать в полной мере для движения платформы, а также обеспечивает стабильное совпадение моментов действия горизонтальной силы, двигающей платформу в заданном направлении, и вертикальной силы, приподнимающей ее и снижающей сопротивление перемещения движителя по опорной поверхности. Вертикальная сила, приподнимающая платформу, создается тем, что ось колебания маятника закреплена на раме между платформой и кривошипом.The task is achieved in that the propulsion device comprises a platform, a frame mounted on it with a fixed axis. The frame is mounted vertically on the platform, and a pendulum and a rotation drive are mounted on the axis. The oscillation sector of the pendulum is located in the plane of motion. The rotation drive is connected by chain gears with a crank located on the pendulum, and a pendulum oscillation drive made in the form of a crank mechanism. The oscillation axis of the pendulum is fixed on the frame between the platform and the crank. The connection of the pendulum with the frame through the crank mechanism allows each swing cycle of the pendulum to be fully used for the movement of the platform, and also provides a stable coincidence of the moments of the horizontal force moving the platform in a given direction and the vertical force that raises it and reduces the resistance to movement of the propulsor along supporting surface. The vertical force that lifts the platform is created by the fact that the axis of oscillation of the pendulum is fixed on the frame between the platform and the crank.
Задача достигается и тем, что на оси колебаний маятника установлен кривошип, связанный с приводом вращения, а также цепной передачей с кривошипно-шатунным механизмом и зубчатой передачей с кривошипом, расположенным на маятнике. Это повышает усилие, перемещающее движитель по опорной поверхности, а вертикальная сила, приподнимающая платформу движителя, создается грузом, установленным на кривошипно-шатунном механизме.The problem is achieved by the fact that a crank connected to the rotation drive is installed on the oscillation axis of the pendulum, as well as a chain transmission with a crank mechanism and a gear transmission with a crank located on the pendulum. This increases the force moving the propulsion device on the supporting surface, and the vertical force lifting the propulsion platform is created by the load mounted on the crank mechanism.
Шарнир, связывающий шатун с маятником, выполненный подвижно на маятнике, позволяет в широком диапазоне изменять скорость и тяговое усилие в обратно пропорциональной зависимости.The hinge connecting the connecting rod with the pendulum, made movably on the pendulum, allows a wide range to change the speed and traction in inverse proportion.
На фиг.1 и 3 изображены схемы движителей, в которых приводы колебаний маятников выполнены кривошипно-шатунными механизмами.Figures 1 and 3 show diagrams of propulsors in which the oscillation drives of the pendulums are made by crank mechanisms.
Вращение передается цепными передачами и зубчатой передачей. На фиг.2 и 4 изображены упрощенные схемы. На фиг.1, 3 стрелками показаны направления вращения кривошипов, кривошипно-шатунного механизма и направление перемещения движителей вперед, стрелками также показаны основные действующие силы на всех схемах. На фиг.5 изображена схема узла связи маятника с шатуном через подвижный шарнир.Rotation is transmitted by chain gears and gears. Figure 2 and 4 depict simplified diagrams. In figures 1, 3, arrows show the direction of rotation of the cranks, crank mechanism and the direction of movement of the propulsors forward, the arrows also show the main acting forces on all schemes. Figure 5 shows a diagram of the communication node of the pendulum with a connecting rod through a movable hinge.
Движитель фиг.1 содержит платформу 1, согнутую по краям, на которой вертикально закреплена рама 2, выполненная из проката в виде неравнобокой трапеции. На короткой стороне рамы 2 закреплена ось 3 колебания маятника 4 с двойной звездочкой 5, связанной с приводом вращения, привод вращения на чертеже не показан. На другом конце маятника 4 на оси 6 установлен кривошип 7 с грузом 8 и со звездочкой 9. Маятник 4 в средней части через шарнир 10, шатун 11, ось 12 связан с кривошипно-шатунным механизмом 13 со звездочкой 14, установленными на оси 15, закрепленной на длинной стороне рамы 2. Двойная звездочка 5 связана со звездочками 9 и 14 цепями соответственно 16 и 17. По параметрам все звездочки одинаковы. Основные силы, направленные против движения T1, T2, в сторону движения соответственно Т1*, T2* и центробежная сила Р. Другие силы, приложенные к маятнику 4 и к оси 3, в том числе связанные с силой Т1, не учитываются и на чертеже фиг.1 не показаны. На фиг.2 показаны на схеме "а" - крайнее правое положение маятника 4 с кривошипом 7 с грузом 8. На схеме "в" -среднее положение маятника 4 с кривошипом 7 с грузом 8 при ходе маятника 4 влево. На схеме "с" - крайнее левое положение маятника 4, кривошипа 7 с грузом 8.The mover of figure 1 contains a platform 1, bent at the edges, on which the
На фиг.3 на платформе 1 с загнутыми краями закреплена рама 2, выполненная из проката в виде усеченной трапеции. На длинной стороне рамы 2 закреплена ось 3 колебания маятника 4, на ней установлена звездочка 5, связанная с приводом вращения, привод вращения на чертеже не показан. Между платформой 1 и осью 3 на другом конце маятника 4 закреплена ось 6. На этой оси 6 установлен кривошип 7 с грузом 8. Маятник 4 через ось 6, шатун 9, ось 10 связан с кривошипно-шатунным механизмом 11, который выполнен с грузом 12, установленным на оси 13, закрепленной на короткой стороне рамы 2. Кривошипно-шатунный механизм 11 через связанную с ним звездочку 14, цепь 15, звездочку 5 связан с кривошипом 16 с грузом 17, установленным на оси 3. Кривошипы 7 и 16 снабжены зубьями, образующими зубчатую передачу. Силы Т3, Т4, Т5, Т6, направлены против движения, а по направлению движения направлены соответственно силы Т3*, Т4*, Т5*, Т6* из них Т3*, Т4*, Т6* приложены к раме 2 на осях 3 и 13, и центробежные силы P1, P2 и Р3. На фиг.4 показаны на схеме "д" - крайнее правое положение маятника 4 с кривошипом 7 и грузы 8, 12, 17. На схеме "е" - среднее положение маятника 4 с кривошипом 7 и грузы 8, 12, 17 при ходе маятника 4 влево. На схеме "к" - крайнее левое положение маятника 4 с кривошипом 7 и грузы 8, 12, 17. На кривошипно-шатунном механизме 13 фиг.1 и 11 фиг.3 закреплены оси 18 диаметрально осям соответственно 12 и 10. На оси 18 могут переставляться шатун 11 фиг.1 и шатун 9 фиг.3.Figure 3 on the platform 1 with curved edges fixed
Работает движитель следующим образом. Устанавливается груз 8 кривошипа 7 в верхнее положение при вертикальном положении маятника 4 и верхнем положении оси 12 на кривошипно-шатунном механизме 13, как показано на фиг.1. Включается привод вращения по стрелке. Звездочка 5 начинает вращаться и через цепные передачи, включающие цепи 16, 17 и звездочки 9, 14, вращает кривошип 7 и кривошипно-шатунный механизм 13, который через шарнир 10, шатун 11, ось 12 приводит в колебание маятник 4 вместе с кривошипом 7 и грузом 8. Все циклы колебания одинаковые, каждый из них при ходе маятника 4 вправо последовательно проходит положения фиг.2 крайне левое "с", среднее фиг 1, и "а" крайне правое. При ходе маятника 4 влево, наоборот, положения "а", среднее "в" и заключительное положение цикла "с". При колебаниях маятника 4, вращении кривошипа 7 с грузом 8 и кривошипно-шатунного механизма 13 возникают силы Т1 и Т2 (на чертежах показаны горизонтальные проекции основных сил), направленные против движения фиг.1 и их реакции Т1*, и Т2*, направленные по ходу движения. Сила Т1* приложена к раме 2 и через нее передает усилие на платформу 1. Горизонтальные проекции сил в средних положениях максимальные, потому что они равны их натуральным величинам. Сила Т1*, направленная вперед, существенно превышает эту же силу Т1 *, направленную назад, против движения. Так как груз 8 кривошипа 7 при движении вперед фиг.1 расположен вверху, момент инерции маятника 4 при таком положении его максимальный. При движении назад, положение "в", фиг.2, груз 8 расположен внизу, момент инерции маятника 4 минимальный. Величина силы Т1 и ее реакция Т1* зависят от сопротивления движению маятника 4, с увеличением сопротивления возрастает и, наоборот, с уменьшением убывает. Величина сопротивления складывается из сопротивления, создаваемого моментом инерции, который при таком движении маятника 4 вправо максимальный, и сопротивления, создаваемого силой Т2*. Величина ее изменяется одинаково, что влево, что вправо, и направлена против движения маятника 4. Вертикальная проекция силы Р в положении фиг.1 максимальная. С таким усилием сила Р приподнимает платформу 1 через ось 6, маятник 4, ось 3 и раму 2, а сила Т1* перемещает ее вперед. При движении маятника 4 в обратном направлении, влево, положение "в", фиг.2 сумма указанных сопротивлений минимальная из-за минимальной величины момента инерции, сила Т1* с минимальной силой действует через раму 2 на платформу 1 вправо. Такому действию препятствует центробежная сила Р, которая с максимальной величиной прижимает платформу 1 к опорной поверхности и препятствует ее перемещению назад.The mover operates as follows. The load 8 of the
В движителе фиг.3 звездочка 5 от привода вращения крутящий момент передает через цепь 15, звездочку 14 кривошипно-шатунному механизму 11, который через ось 10, шатун 9, ось 6 создает колебания маятнику 4, а вращение кривошипа 7 осуществляется зубчатой передачей. До включения привода вращения грузы устанавливаются на кривошипе 16 и кривошипно-шатунном механизме 11 вверху, а на кривошипе 7 внизу, как показано на фиг.1. Цикл колебания маятника 4 включает положения при движении вправо, крайне левое "к", среднее фиг.3, крайне правое "д" и при движении влево наоборот положения "д", "е", и "к". Силы, фиг.3, направленные против движения вперед Т3, Т4, Т5, и Т6, направленные по ходу движения Т3*, Т4*, Т5*, Т6*, из них к раме 2 приложены силы Т3*, Т4* и Т6*, их наибольшее действие через раму 2 на платформу 1 создается в средних положениях фиг.3 и фиг.4, "е", так как горизонтальные проекции сил в таких положениях равны их натуральным величинам. Момент инерции маятника 4 в нижнем положении груза 8 фиг.3 больший, чем в положении "е" фиг.4. Общее сопротивление, препятствующее движению маятника 4 вправо, увеличивающее силу Т3, ее реакцию Т3*, образуется от увеличения момента инерции маятника 4 и действия силы Т5* против его движения. В этот период движения маятника 4 вправо центробежные силы Р1 и Р2 уравновешиваются, а сила Р3 с максимальной величиной приподнимает платформу 1. Сила Т3* вместе с силами Т4* и Т6* с минимальным сопротивлением перемещают платформу 1 вперед. При движении маятника 4 влево и прохождении среднего положения "е", фиг.4, общее сопротивление, связанное с моментом инерции маятника 4 и действием силы Т5*, направленной против движения маятника 4 минимальное из-за минимального момента инерции. Сопротивление движению низкое, следовательно, и низкая величина силы Т3*, направленной вправо. Центробежные силы Р1 и Р2 направлены в разные стороны, существенного действия на платформу 1 не оказывают. Центробежная сила Р3 направлена вниз, прижимает платформу 1 к опорной поверхности и препятствует силам Т3*, Т4*, и Т6* перемещать платформу вправо, назад. В крайних положениях "д" и "к" фиг.4 силы направлены в противоположные стороны. Следовательно, результирующим перемещением движителей как на фиг.1, так на фиг.3 является стабильное движение вперед с повышенной скоростью, тяговым усилием и пониженными энергозатратами.In the propulsion device of Fig. 3, the
При малых оборотах вращения привода, когда сила трения платформы 1 по опорной поверхности превышает силы, перемещающие движитель, то он не перемещается.At low revolutions of rotation of the drive, when the friction force of the platform 1 on the supporting surface exceeds the forces moving the mover, it does not move.
Изменение направления перемещения движителей осуществляется или изменением направления вращения их приводов или перестановкой шатунов 4 на оси 18 с оси 12 фиг.1 и с оси 10 фиг.3.Changing the direction of movement of the propulsors is carried out either by changing the direction of rotation of their drives or by rearranging the connecting
Установка подвижного шарнира 10 вместо неподвижного шарнира фиг.5, связывающего маятник 4 с шатуном 11, позволяет при перемещении его тягой 19 по шатуну 4 в сторону оси 6 замедлять скорость движения платформы 1 и увеличивать тяговое усилие. При движении его в обратную сторону по маятнику 4 к оси 3 наоборот увеличивать скорость перемещения и снижать тяговое усилие. Подвижный шарнир фиг.5 может устанавливаться и на маятник 4 фиг.3, который при необходимости может быть удлинен вниз для расположения подвижного шарнира 10 ниже оси 6 с тем, чтобы больше расширить диапазон изменения скорости и тягового усилия.The installation of the
Маятник 4 с кривошипом 7 может быть расположен также вертикально и выше кривошипа 16. В этом случае кривошипно-шатунный механизм 11 будет соответственно располагаться выше, а короткая сторона рамы 2 удлинится.The
Таким образом, выполнение привода колебаний маятника в виде кривошипно-шатунного механизма и связь привода вращения с ним и с кривошипом, расположенным на маятнике, цепными передачами позволяют стабильно использовать каждое колебание маятника для перемещения движителя, в том числе и при наклонном его положении. Расположение оси колебаний маятника между платформой и кривошипом позволяет приподнимать платформу и перемещать ее в сторону движения с минимальным сопротивлением.Thus, the execution of the oscillation drive of the pendulum in the form of a crank mechanism and the connection of the rotation drive with it and with the crank located on the pendulum, with chain gears, make it possible to stably use each oscillation of the pendulum to move the mover, including when it is inclined. The location of the axis of oscillation of the pendulum between the platform and the crank allows you to raise the platform and move it in the direction of movement with minimal resistance.
Расположение кривошипа на оси колебаний маятника, связь его с кривошипом, расположенным на маятнике зубчатой передачей, позволяет увеличить силы, действующие на движитель. Установление груза на кривошипно-шатунном механизме обеспечивает перемещение платформы движителя по опорной поверхности в заданном направлении с минимальным сопротивлением. В полной мере стабильно используется каждое колебание маятника для перемещения движителя, как по горизонтальной, так и по наклонной поверхности с пониженным сопротивлением движения. От этого в движителях фиг.1, 2 и фиг.3, 4 повышаются и скорость, и тяговое усилие, а энергозатраты, снижаются.The location of the crank on the axis of oscillation of the pendulum, its connection with the crank located on the pendulum gear, allows you to increase the forces acting on the propulsion. The establishment of the load on the crank mechanism provides the movement of the propulsion platform along the supporting surface in a given direction with minimal resistance. Every oscillation of the pendulum is fully used stably to move the propulsion device, both on a horizontal and on an inclined surface with reduced resistance to movement. From this, in the propulsors of FIGS. 1, 2 and FIGS. 3, 4, both speed and traction are increased, and energy consumption is reduced.
Подвижное выполнение шарнира на маятнике, связанного через шатун с кривошипно-шатунным механизмом, позволяет в широком диапазоне изменять скорость и тяговое усилие движителя в процессе его движения. Область применения такого движителя по отношению к движителям такого класса расширяется, например, в использовании его на болотистых, пахотных местах, в строительстве дорог для выравнивания грунта. В сельском хозяйстве при вспашке полей и посеве зерновых культур. В железнодорожных составах в начальный момент движения с места и так далее.The movable execution of the hinge on the pendulum, connected through the connecting rod with the crank mechanism, allows a wide range to change the speed and traction of the propulsion device during its movement. The scope of such a mover in relation to movers of this class is expanding, for example, in its use on marshy, arable land, in the construction of roads for leveling the ground. In agriculture, when plowing fields and sowing grain crops. In trains at the initial moment of movement from a place and so on.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113707/11A RU2344961C1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Propulsion unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007113707/11A RU2344961C1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Propulsion unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2344961C1 true RU2344961C1 (en) | 2009-01-27 |
Family
ID=40544149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007113707/11A RU2344961C1 (en) | 2007-04-12 | 2007-04-12 | Propulsion unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2344961C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572506C2 (en) * | 2014-03-03 | 2016-01-10 | Виталий Иванович Коминов | Propulsor and method of its travel |
-
2007
- 2007-04-12 RU RU2007113707/11A patent/RU2344961C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2572506C2 (en) * | 2014-03-03 | 2016-01-10 | Виталий Иванович Коминов | Propulsor and method of its travel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Macaulay et al. | The Way Things Work: From Levers to Lasers, Windmills to Wi-Fi, A Visual Guide to the World of Machines | |
US2827735A (en) | Animated toy | |
CN107600217B (en) | Hopping robot leg and hopping robot | |
Macaulay et al. | The way things work now | |
RU2344961C1 (en) | Propulsion unit | |
CN106185657A (en) | A kind of extending formula crane gear balance weight mechanism | |
US1112747A (en) | Motion-converting device. | |
DE202017002470U1 (en) | Device for dynamic force amplification | |
US1542464A (en) | Wave motor | |
CN201989835U (en) | Traveling device | |
TW201601800A (en) | Fitness equipment | |
RU2247676C2 (en) | Vehicle muscular drive | |
DE102017004445A1 (en) | Method and apparatus for dynamic power amplification | |
US342969A (en) | Grain-harvester | |
US92304A (en) | Isaac c | |
RU2460661C2 (en) | Mover and method of its propulsion | |
RU2288858C2 (en) | Propulsive device | |
RU2160852C1 (en) | Well sucker-rod drive | |
RU2303549C1 (en) | Crawler tractor | |
US2899085A (en) | Car parking tower | |
RU48990U1 (en) | CONVERTER TURN-MOUNT HOLDER | |
US1510491A (en) | Child's vehicle | |
DE744647C (en) | Potato harvester with motor-driven vibrating screen | |
SU6993A1 (en) | Drive for deep pumps | |
CN107725704B (en) | A kind of labor-saving transmission mechanism |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190413 |