RU2501703C2

RU2501703C2 - Bridge-type walking propulsor

Info

Publication number: RU2501703C2
Application number: RU2011132462/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Касаткин
Original assignee: Николай Михайлович Касаткин
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-12-20
Also published as: RU2011132462A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to walking propulsors. Walking propulsor comprises drive crankshaft articulated with axle center. Shafts with ball pins articulated with axle ends, said pins being articulated with support shoes. Distance between centers of shaft bearings equals the sum of four crankshaft radii. Rotary support mechanism rollers are arranged at the distance of crankshaft three radii at axle beam in line connected support shafts centers. At crankshaft drive turn said rollers roll on rotary support plate rigidly secured at the body while one of said supports displaces in trajectory reference section. Distance between body and trajectory reference section is equal at whatever position of crankshaft.

EFFECT: higher speed and maneuverability of propulsor.

13 dwg

Description

Изобретение относится к движителям транспортных средств шагающего типа.The invention relates to propulsion vehicles walking type.

Предполагается использовать для установки на индивидуальные транспортные средства, в том числе и для инвалидов; сельскохозяйственную и строительную технику.It is supposed to be used for installation on individual vehicles, including for the disabled; agricultural and construction equipment.

Уровень техникиState of the art

Известен шагающий движитель транспортного средства, модернизация плоского лямбдаобразного механизма Чебышева (патент RU №2009936, МПК B62/D 57/032), содержащего приводной кривошип 1 (фиг. 1) и тягу 32, шарнирно соединенную с кривошипом 33. Последний шарнирно соединен с шатуном 34, средняя часть которого через качалку 35 шарнирно связана с корпусом. Свободный конец шатуна 34 шарнирно соединен со средней частью рычага 36, нижний конец которого шарнирно соединен с опорой, а верхний через дополнительную качалку 37 - с корпусом 10. При равномерном вращении кривошипа 1 нижний конец рычага равномерно движется по опорному участку траектории, причем находится в контакте с грунтом половину времени цикла. Known walking vehicle propulsion, the modernization of a flat Chebyshev lambda-shaped mechanism (patent RU No.2009936, IPC B62 / D 57/032) containing a drive crank 1 (Fig. 1) and a rod 32, pivotally connected to the crank 33. The latter is pivotally connected to the connecting rod 34, the middle part of which through the rocker 35 is pivotally connected to the housing. The free end of the connecting rod 34 is pivotally connected to the middle part of the lever 36, the lower end of which is pivotally connected to the support, and the upper end through the additional rocking arm 37 to the housing 10. When the crank 1 is rotated uniformly, the lower end of the lever moves uniformly along the supporting portion of the path, and is in contact with soil half the cycle time.

Недостатками такого движителя являются малая высота подъема опор, необходимость применения двух движителей для обеспечения непрерывного цикла движения, трудности при маневрировании.The disadvantages of such a mover are the low elevation of the supports, the need to use two movers to ensure a continuous cycle of movement, difficulties in maneuvering.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Предлагаемое изобретение направлено на создание быстроходного по сравнению с другими транспортными средствами этого же типа шагающего транспортного средства - вертохода, способного передвигаться как по бездорожью, с преодолением вертикальных препятствий, при минимальном воздействии на грунт, так и по дорогам с твердым покрытием без разрушения их поверхности. При этом предполагается исключить принудительное скольжение опор по грунту, в том числе и при маневрировании, при условии правильного, показанного ниже расположения движителей на транспортном средстве. The present invention is aimed at creating a high-speed walking vehicle compared to other vehicles of the same type - a rover, capable of traveling both off-road, with overcoming vertical obstacles, with minimal impact on the ground, and on paved roads without destroying their surface. In this case, it is supposed to exclude the forced sliding of the supports on the ground, including during maneuvering, provided that the movers on the vehicle are correctly shown below.

Шагающий движитель содержит приводной кривошип 1 (фиг. 2), шарнирно соединенный со срединой моста 2, на концах которого шарнирно закреплены валы опор 3. Расстояние между центрами валов опор (шаг движителя) равно длине четырех радиусов приводного кривошипа. На расстоянии трех радиусов кривошипа, по линии между центрами опор равноудаленного от центра моста закрепляют оси роликов 4 опорно-поворотного механизма движителя. При повороте приводного кривошипа ролики 4 катятся по специально обработанной кромке опорной направляющей пластины определенной формы 5, жестко закрепленной на корпусе 10, и, упираясь в кромку этой пластины, заставляют мост принимать строго определенное положение, при котором расстояние между корпусом движителя и опорной частью траектории должно быть одинаково при любом положении кривошипа (фиг. 3, 4, 5, 6). При повороте кривошипа один конец моста с опорой перемещается по опорному участку траектории а - в, другой совершает вращение вокруг вала первой опоры. Форма опорной направляющей пластины образуется внутри траектории движения роликов при одновременном вращении кривошипа и перемещении одного из концов моста по опорному участку траектории а - в фиг. 2.The walking mover contains a drive crank 1 (Fig. 2), pivotally connected to the middle of the bridge 2, at the ends of which the shafts of the bearings 3 are pivotally fixed. The distance between the centers of the shafts of the bearings (mover pitch) is equal to the length of the four radii of the drive crank. At a distance of three radii of the crank, along the line between the centers of the supports equidistant from the center of the bridge, the axes of the rollers 4 of the support-rotary mechanism of the propeller are fixed. When the drive crank is rotated, the rollers 4 roll along the specially machined edge of the support guide plate of a certain shape 5, rigidly fixed to the housing 10, and, abutting against the edge of this plate, force the bridge to take a strictly defined position at which the distance between the housing of the mover and the supporting part of the path should be the same at any position of the crank (Fig. 3, 4, 5, 6). When the crank is rotated, one end of the bridge with the support moves along the supporting portion of the path a - b, the other rotates around the shaft of the first support. The shape of the supporting guide plate is formed inside the trajectory of the rollers while rotating the crank and moving one of the ends of the bridge along the supporting portion of the trajectory a - in FIG. 2.

Для уменьшения нагрузки на опорно-поворотный механизм на корпусе устанавливается дополнительный ролик 6 (фиг. 7, 13), центр которого ниже центра вращения кривошипа на длину двух его радиусов. К мосту в свою очередь жестко крепится опорная направляющая пластина 7, форма которой обеспечивает постоянный контакт ее кромки с дополнительным роликом 6 при повороте кривошипа и моста. К валам опор, шарнирно закрепленных на концах моста, присоединены шаровые пальцы 9 (фиг. 2, 13), которые при любом наклоне моста, при помощи параллелограммного или зубчатого механизма должны находиться в вертикальном положении. Башмаки 8, шарнирно соединенные с пальцами 9, имеют возможность совершать как вращательные, так и наклонные движения.To reduce the load on the slewing mechanism, an additional roller 6 is installed on the housing (Fig. 7, 13), the center of which is lower than the center of rotation of the crank by the length of its two radii. The support guide plate 7, in turn, is rigidly attached to the bridge, the shape of which ensures constant contact of its edge with the additional roller 6 when the crank and bridge are rotated. To the shafts of the bearings pivotally mounted at the ends of the bridge are attached ball pins 9 (Fig. 2, 13), which, with any inclination of the bridge, using a parallelogram or gear mechanism should be in a vertical position. The shoes 8, pivotally connected to the fingers 9, have the ability to perform both rotational and inclined movements.

Предлагаются варианты расположения движителей на платформе транспортного средства, при которых сводится к минимуму принудительное скольжение опор по грунту.Variants of the location of the propulsors on the vehicle platform are proposed, in which the forced sliding of the supports on the ground is minimized.

Фиг. 8, 9. Транспортное средство оборудовано одним или двумя движителями, расположенными по бокам, работающими в агрегате с колесными движителями.FIG. 8, 9. The vehicle is equipped with one or two movers located on the sides, operating in aggregate with wheeled movers.

Фиг. 10. Транспортное средство оборудовано двумя движителями, расположенными один за другим - спереди и сзади. Равновесие при езде контролируется водителем, как на велосипеде. Управляемыми могут быть как оба движителя, так и один из них.FIG. 10. The vehicle is equipped with two propulsors, located one after the other - front and rear. The balance when riding is controlled by the driver, like on a bicycle. Both movers and one of them can be controlled.

Фиг. 11. Транспортное средство оборудовано тремя движителями - спереди по центру устанавливают управляемый движитель, соединенный с рулевым механизмом. Остальные два крепятся сзади.FIG. 11. The vehicle is equipped with three propellers - in the center, a controlled propulsion unit connected to the steering gear is installed in the center. The other two are attached at the rear.

Фиг. 12. Транспортное средство оборудовано четырьмя движителями - два устанавливают шарнирно спереди и сзади по центральной линии и соединяют с рулевым механизмом так, чтобы они поворачивались в противоположные стороны. Два других движителя крепятся жестко по бокам платформы в средней ее части.FIG. 12. The vehicle is equipped with four propulsion devices - two are mounted pivotally at the front and rear along the center line and connected to the steering gear so that they rotate in opposite directions. Two other propulsors are fixed rigidly on the sides of the platform in its middle part.

Существенными признаками изобретения являются: процесс перешагивания образуется в результате одновременного вращения основных узлов движителя - моста и кривошипа - и при переступании с одной опоры на другую линейная скорость не меняется, что позволит добиться увеличения скорости по сравнению с другими шагающими машинами; высота подъема опор равна шагу движителя, что позволит преодолевать значительные вертикальные препятствия; отсутствие принудительного скольжения опор по поверхности дороги как при прямолинейном движении, так и при маневрировании приведет к уменьшению энергозатрат, повышению проходимости и увеличению срока службы опор движителя при условии определенного, как показано на схемах в описании, расположения движителей на корпусе транспортного средства; заявляемый шагающий движитель обеспечивает полный непрерывный цикл работы.The essential features of the invention are: the stepping process is formed as a result of the simultaneous rotation of the main components of the propulsion device - the bridge and crank - and when moving from one support to another, the linear speed does not change, which will allow to increase the speed compared to other walking machines; the height of the supports is equal to the step of the mover, which will allow to overcome significant vertical obstacles; the absence of forced sliding of the supports along the road surface both during rectilinear movement and during maneuvering will lead to a decrease in energy consumption, an increase in patency and an increase in the service life of the propulsion supports, provided, as shown in the diagrams, the location of the propulsors on the vehicle body; The claimed walking mover provides a complete continuous cycle of work.

Перечень чертежей:The list of drawings:

1. Схема аналога предлагаемого движителя.1. An analogue scheme of the proposed propulsion.

2. Принципиальная схема мостового шагающего движителя.2. Schematic diagram of a bridge walking propulsion.

3 и 4. Схема расположения деталей опорно-поворотного механизма при крайнем верхнем и нижнем положении приводного кривошипа.3 and 4. The layout of parts of the slewing gear at the extreme upper and lower position of the drive crank.

5 и 6. Схема расположения деталей опорно-поворотного механизма при промежуточных положениях кривошипа.5 and 6. The layout of parts of the slewing gear at intermediate positions of the crank.

7. Схема опорно-поворотного механизма движителя с отдельной траверсой и дополнительным роликом.7. Scheme of the rotary support mechanism of the propulsion unit with a separate traverse and an additional roller.

8. Схема транспортного средства (далее - Т.С.) с одним шагающим движителем и двумя колесами.8. The scheme of the vehicle (hereinafter - TS) with one walking mover and two wheels.

9. Схема Т.С. с двумя боковыми шагающими движителями и двумя управляемыми колесами.9. Scheme T.S. with two side walking propellers and two steered wheels.

10. Схема Т.С. с двумя шагающими движителями, расположенными по центру платформы.10. Scheme T.S. with two walking movers located in the center of the platform.

11. Схема Т.С. с тремя шагающими движителями.11. Scheme T.S. with three walking movers.

12. Схема Т.С. с четырьмя шагающими движителями.12. Scheme T.S. with four walking movers.

13. Опытный образец управляемого шагающего движителя в разрезе. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.13. A prototype of a controlled walking propulsion in the context. Information confirming the possibility of carrying out the invention.

На фиг. 13 изображен один из вариантов опытного образца мостового шагающего движителя в разрезе. Приводной кривошип выполняется в виде барабана 1, который вместе с шестерней 28 вращается в подшипнике большого диаметра 16, закрепленного на внутренней стороне П-образного корпуса 10. Для защиты от попадания посторонних предметов и грязи между роликами и опорной направляющей пластиной последние выделяются в отдельный опорно-поворотный механизм и помещаются внутрь корпуса. Для уменьшения размеров механизма и корпуса траверса 7, выполненная в форме дополнительной опорной направляющей пластины и своей кромкой находится в постоянном контакте с дополнительным роликом 6, шарнирно закрепленным на внутренней стенке корпуса, жестко соединена с валом 13 с шестерней 14, постоянно связанной через промежуточную шестерню 18 с жестко насаженной на шлицевой вал 12 шестерней 11, идентичной шестерне 14. При этом во сколько раз центр вращения траверсы 7 ближе к центру вращения барабана-кривошипа 1, чем центр вала12 моста 2, во столько же раз уменьшаются размеры опорно-поворотного механизма. На концах балок моста установлены подшипники, в которых вращаются валы 3, к серединам которых жестко крепятся шаровые пальцы 9 опор 8.In FIG. 13 depicts one of the options for a prototype bridge walking propulsion in the context. The drive crank is made in the form of a drum 1, which, together with gear 28, rotates in a large-diameter bearing 16, mounted on the inside of the U-shaped housing 10. To protect against ingress of foreign objects and dirt between the rollers and the supporting guide plate, the latter are separated into a separate support rotary mechanism and are placed inside the case. To reduce the size of the mechanism and the housing of the traverse 7, made in the form of an additional support guide plate and its edge is in constant contact with the additional roller 6, pivotally mounted on the inner wall of the housing, is rigidly connected to the shaft 13 with the gear 14, which is constantly connected through the intermediate gear 18 with gear 11 rigidly mounted on splined shaft 12, identical to gear 14. Moreover, how many times the center of rotation of the beam 7 is closer to the center of rotation of the crank drum 1 than the center of the shaft 12 of the bridge 2, so same time reduces the size slewing mechanism. Bearings are installed at the ends of the bridge beams, in which the shafts 3 rotate, to the midpoints of which the spherical pins 9 of the bearings 8 are rigidly attached.

Середины обеих балок моста жестко соединены втулкой 15 с внутренними шлицами, в которую входит шлицевой вал 12. В другой стороне П-образного корпуса размещен механизм вертикальной стабилизации шаровых пальцев опор относительно корпуса движителя. Внутри, к внешней стенке корпуса жестко крепится ось 20 с шарнирно установленной на ней шестерней 22 и жестко закрепленным на ее конце кривошипом 21, с шарнирно установленным на нем диском 23. Эти шестерню и диск шарнирно связывают между собой двухколенным кривошипом 24 и четырехколенным 25. К третьему колену шарнирно крепится штанга 26, через кривошипы 27 шарнирно соединенная с валами шаровых пальцев 9. Четвертое колено кривошипа шарнирно соединено со срединой второй балки 14 моста шагающего движителя. Шестерня 22 и диск 23 при движении синхронно вращаются вместе с барабаном-кривошипом в одном и том же направлении.The midpoints of both beams of the bridge are rigidly connected by a sleeve 15 with internal splines, which includes a splined shaft 12. On the other side of the U-shaped housing there is a mechanism for the vertical stabilization of the ball fingers of the bearings relative to the mover housing. Inside, to the outer wall of the housing, the axis 20 is rigidly fixed with the gear 22 pivotally mounted on it and the crank 21 rigidly fixed at its end, with the disk 23 pivotally mounted on it. These gear and the disk are pivotally connected to each other by a two-knee crank 24 and a four-knee 25. K A rod 26 is hinged to the third knee, pivotally connected to the shafts of the ball pins 9 through the cranks 27. The fourth crank bend is pivotally connected to the middle of the second beam 14 of the bridge of the walking propeller. The gear 22 and the disk 23 while moving synchronously rotate together with the drum-crank in the same direction.

Для управления транспортным средством к верхней площадке корпуса движителя крепится шкворень, шарнирно соединенный с цапфой, закрепленной на раме транспортного средства. На шкворень жестко крепится рычаг известными техническими средствами, связанный с рулем, установленным в кабине водителя.To control the vehicle, a king pin is pivoted to the upper platform of the propulsion housing, pivotally connected to a trunnion mounted on the vehicle frame. The lever is rigidly fixed to the kingpin by the known technical means associated with the steering wheel mounted in the driver's cab.

Claims

A walking propulsion device comprising a housing with a drive crank, characterized in that the drive crank is pivotally connected to the middle of the bridge, at the ends of which shafts are mounted with spherical fingers fixed to them, pivotally connected to the shoe pads, the distance between the centers of which is four radiuses of the crank, and the distance of the three radii of the crank on the beam of the bridge along the line connecting the centers of the shafts of the supports, or on a separate traverse rigidly fixed to the shaft of the bridge, or a gear connected with it, is articulated the rollers of the slewing gear are in constant contact and roll when the crank is rotated along an edge rigidly fixed to the mold support guide plate body formed inside the trajectory of the rollers while the crank and the bridge rotate, while one of the supports moves along the supporting portion of the trajectory moreover, the distance between the housing and the supporting portion of the trajectory should be the same for any position of the crank.