RU2736834C1 - Method of high-density plane displacement in gravity conditions - Google Patents
Method of high-density plane displacement in gravity conditions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736834C1 RU2736834C1 RU2019139206A RU2019139206A RU2736834C1 RU 2736834 C1 RU2736834 C1 RU 2736834C1 RU 2019139206 A RU2019139206 A RU 2019139206A RU 2019139206 A RU2019139206 A RU 2019139206A RU 2736834 C1 RU2736834 C1 RU 2736834C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sphere
- gravity
- movement
- center
- wheels
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60F—VEHICLES FOR USE BOTH ON RAIL AND ON ROAD; AMPHIBIOUS OR LIKE VEHICLES; CONVERTIBLE VEHICLES
- B60F3/00—Amphibious vehicles, i.e. vehicles capable of travelling both on land and on water; Land vehicles capable of travelling under water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D57/00—Vehicles characterised by having other propulsion or other ground- engaging means than wheels or endless track, alone or in addition to wheels or endless track
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D63/00—Motor vehicles or trailers not otherwise provided for
- B62D63/02—Motor vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Toys (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам передвижения и является устройством, которое может быть использовано в качестве транспортного средства широкой области применения от детских игрушек и роботов инженерного назначения, до большинства видов существующего транспорта.The invention relates to methods of transportation and is a device that can be used as a vehicle for a wide range of applications from children's toys and engineering robots to most types of existing transport.
Прототипом изобретения выбран шароход Тигунцева С.Г. Патент 2297356 от 2002.12.05, где перемещение внутреннего устройства сферы осуществляется за счет смещения центра тяжести, расположенного в нижней полусфере. Недостатком изобретения является наличие колеса между центром тяжести (двигателем) и сферой, что конструкционно не позволяет выполнить центр тяжести у границы сферы и достичь максимальной устойчивости. Так же не решена проблема управления, связанная с синхронизацией вращения колес внутри сферы, что затрудняет применимость изобретения описанного автором.The prototype of the invention is the ball rover Tiguntseva S.G. Patent 2297356 from 2002.12.05, where the movement of the inner device of the sphere is carried out by shifting the center of gravity located in the lower hemisphere. The disadvantage of the invention is the presence of a wheel between the center of gravity (engine) and the sphere, which structurally does not allow to fulfill the center of gravity at the boundary of the sphere and to achieve maximum stability. Also, the problem of control associated with the synchronization of rotation of the wheels within the sphere has not been solved, which complicates the applicability of the invention described by the author.
Целью изобретения является использование способа передвижения путем размещения внутри сферы самоходной тележки, исключающей указанные недостатки и облегчающей применимость изобретения.The aim of the invention is to use a method of movement by placing a self-propelled carriage inside the sphere, eliminating the indicated disadvantages and facilitating the applicability of the invention.
Техническим результатом предложенного изобретения является совмещение сферы и самоходной тележки с несущими колесами, расположенными в одной плоскости (классическим или ромбовидным расположением колес), оборудованной движителем, обладающей центром тяжести, смещенным к нижней границе сферы, с элементом конструкции, исключающим переворот самоходной тележки в ходе экстремального ускорения. В результате этого достигается повышение устойчивости, управляемости изобретения, а так же оптимизация конструкции и повышение универсальности использования, проходимости, эффективности, безопасности передвижений, кроме этого появляется возможность использования других особенностей изобретения.The technical result of the proposed invention is the combination of a sphere and a self-propelled cart with load-bearing wheels located in the same plane (classical or diamond-shaped arrangement of wheels), equipped with a propeller with a center of gravity shifted to the lower boundary of the sphere, with a structural element that excludes the self-propelled cart overturning during extreme acceleration. As a result of this, an increase in the stability, controllability of the invention is achieved, as well as optimization of the design and an increase in the versatility of use, passability, efficiency, safety of movement, in addition, it becomes possible to use other features of the invention.
Техническим решением предложенного изобретения является использование герметичной сферы, а равно сферы с клапанами, контролирующими связь с внешней средой, в которой размещена тележка с колесами, расположенными в одной плоскости, движителем, элементами управления, контроля и обеспечения дополнительной устойчивости.The technical solution of the proposed invention is the use of a sealed sphere, as well as a sphere with valves that control communication with the external environment, which houses a cart with wheels located in one plane, a propeller, control elements, control and additional stability.
При движении ведущих колес тележки осуществляется движение сферы в том же направлении, за счет смещения центра тяжести. При повороте, в ходе движения, обеспечивается смещение вектора движения ведущих колес и центра тяжести внутри сферы в направлении поворота колес, за счет чего обеспечивается изменение направление движения сферы. В ходе экстремального ускорения при смещении тележки в верхнюю часть сферы упор, жестко прикрепленный к каркасу, обеспечивает невозможность переворота внутри сферы, и при уменьшении ускорения обеспечивает возврат тележки в надлежащее положение. Таким образом, обеспечивается повышенная устойчивость, управляемость, универсальность, скорость, безопасность и проходимость транспортного средства.When the driving wheels of the trolley move, the sphere moves in the same direction, due to the displacement of the center of gravity. When turning, in the course of movement, the movement vector of the driving wheels and the center of gravity inside the sphere are shifted in the direction of the wheels turning, due to which the direction of movement of the sphere is changed. In the course of extreme acceleration when the trolley is displaced to the top of the sphere, the stop, rigidly attached to the frame, ensures that it is impossible to overturn inside the sphere, and when acceleration decreases, it ensures that the cart returns to the proper position. Thus, increased stability, handling, versatility, speed, safety and cross-country ability of the vehicle are provided.
Способ повышения универсальности, проходимости и устойчивости основан на том, что подвижная сфера имеет значительно смещенный к нижней границе центр тяжести, чем достигается максимальная устойчивость в ходе движения и возможность преодоления препятствий. Перечисленные особенности и плавучесть обеспечивают универсальность - сравнимые характеристики движения по земле, воде и на сложных участках пути.The method of increasing versatility, cross-country ability and stability is based on the fact that the moving sphere has a center of gravity significantly shifted to the lower boundary, which achieves maximum stability during movement and the ability to overcome obstacles. The listed features and buoyancy provide versatility - comparable characteristics of movement on land, water and on difficult sections of the path.
Способ повышения управляемости заключается в возможности использовании принципов классического автомобильного поворотного механизма и в возможности дополнительного повышения управляемости, за счет использования механизма поворота всех колес или обеспечивающего синхронный поворот двух колес при ромбовидном их расположении внутри сферы.The method for increasing controllability consists in the possibility of using the principles of a classic automobile turning mechanism and in the possibility of further increasing controllability by using a mechanism for turning all wheels or providing synchronous turning of two wheels with their diamond-shaped arrangement inside the sphere.
Способ повышения эффективности энергозатрат основан на том, что за счет небольшой площади соприкосновения с поверхностью достигается снижение силы трения, за счет вращения повышаются аэродинамические свойства сферы.The method for increasing the efficiency of energy consumption is based on the fact that due to a small area of contact with the surface, a decrease in the friction force is achieved, due to rotation, the aerodynamic properties of the sphere increase.
Способ повышения проходимости основан на большом диаметре сферы, чем достигается возможность преодолевать сравнимые по размеру вертикальные препятствия, при этом вращение сферы, при небольшом давлении на поверхность, обеспечивает эффективность движения по горизонтальным препятствиям. Герметичность и контролируемая связь с атмосферой обеспечивают возможность стабильных характеристик движения по болотистой местности и водной среде, а так же на границах сред.The method of increasing the permeability is based on a large diameter of the sphere, which makes it possible to overcome vertical obstacles of comparable size, while the rotation of the sphere, with a small pressure on the surface, ensures the efficiency of movement over horizontal obstacles. The tightness and controlled connection with the atmosphere provide the possibility of stable characteristics of movement in swampy areas and water environments, as well as at the boundaries of environments.
Способ повышения безопасности, основан на том, что центр тяжести смещен к нижней части шара и на общем моменте вращения. При столкновении с препятствием центр тяжести, стремясь к препятствию, разворачивает полезную нагрузку в дальнюю от препятствия часть шара, при этом момент вращения сферы распределяет энергию столкновения. Это обеспечивает безопасность внутри сферы.The way to improve safety is based on the fact that the center of gravity is shifted to the bottom of the ball and on the total torque. When colliding with an obstacle, the center of gravity, tending to the obstacle, turns the payload to the part of the ball farthest from the obstacle, while the moment of rotation of the sphere distributes the collision energy. This provides security within the sphere.
Пассивная безопасность достигается отсутствием поражающих выступов из твердого материала на ровной внешней поверхности шара и моментом вращения, распределяющем вектор столкновения с внешним объектом.Passive safety is achieved by the absence of striking protrusions made of solid material on the flat outer surface of the ball and by a torque that distributes the collision vector with an external object.
Пример работы способа. При движении тележки "5" по внутренней поверхности сферы "1" крутящий момент от колес тележки "6" за счет силы трения передается внутренней поверхности сферы "1", в результате чего смещается центр тяжести "4" и создается момент вращения в направлении движения тележки, и происходит перемещение сферы по поверхности "7". Поворот колес "6" обеспечивает смещение центра тяжести "4" и вектора движения в сторону поворота, и обеспечивает поворот сферы "1" в соответствующем направлении. При этом устройство "8" обеспечивает упор для безопасности в случае экстремального ускорения и перемещения тележки в верхнюю часть сферы, по окончании ускорения центр тяжести сместится вниз под собственным весом, упор, при этом обеспечивает защиту от переворота тележки.An example of how the method works. When the carriage "5" moves along the inner surface of the sphere "1", the torque from the wheels of the carriage "6" due to the friction force is transferred to the inner surface of the sphere "1", as a result of which the center of gravity "4" is shifted and a torque is created in the direction of movement of the carriage , and the sphere moves along the surface "7". The rotation of the wheels "6" provides the displacement of the center of gravity "4" and the vector of motion in the direction of the turn, and ensures the rotation of the sphere "1" in the corresponding direction. At the same time, the device "8" provides a safety stop in the event of extreme acceleration and movement of the trolley to the upper part of the sphere, at the end of the acceleration the center of gravity will shift downward under its own weight, the stop, while providing protection against trolley overturn
Предлагаемый способ перемещения позволяет повысить показатели устойчивости, управляемости, универсальности, проходимости, эффективности, безопасности и скорости передвижения.The proposed method of movement allows increasing the indicators of stability, controllability, versatility, cross-country ability, efficiency, safety and speed of movement.
Изобретение поясняется фиг.1, на которой показан способ перемещения самоходной тележки внутри сферы, гдеThe invention is illustrated in figure 1, which shows a method of moving a self-propelled cart inside a sphere, where
1 - сфера1 - sphere
2 - элемент управления2 - control element
3 - полезная нагрузка3 - payload
4 - место двигателя (центр тяжести)4 - engine place (center of gravity)
5 - тележка5 - cart
6 - колеса тележки6 - trolley wheels
7 - поверхность7 - surface
8 - упор безопасности.8 - safety emphasis.
Литература:Literature:
Патент 2297356 от 2002.12.05 "Шароход Тигунцева С.Г."Patent 2297356 from 2002.12.05 "Sharokhod Tiguntseva S.G."
Журнал Спутник ЮТ, №1, 2001 г "Шароход"Sputnik YUT magazine, No. 1, 2001 "Sharohod"
Журнал «Юный Техник» №5 1971 год "Шароход, пока - игрушка"Magazine "Young Technician" No. 5 1971 "Sharokhod, while - a toy"
За рулем, 2004, №8, стр. 106-110Behind the wheel, 2004, No. 8, pp. 106-110
Патент 2397908 от 26.01.2009 Столбов В.И. Ахмедьянов Д.Т.Patent 2397908 from 26.01.2009 Stolbov V.I. Akhmedyanov D.T.
Интернет: http://carakoom.com/blog/6975Internet: http://carakoom.com/blog/6975
Интернет: http.//www.freepatent.ru/patents/2489270Internet: http.//www.freepatent.ru/patents/2489270
Интернет: https://auto.vercity.ru/catalog/auto/sbarro/.Internet: https://auto.vercity.ru/catalog/auto/sbarro/.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139206A RU2736834C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Method of high-density plane displacement in gravity conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139206A RU2736834C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Method of high-density plane displacement in gravity conditions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2736834C1 true RU2736834C1 (en) | 2020-11-20 |
Family
ID=73461175
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139206A RU2736834C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Method of high-density plane displacement in gravity conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2736834C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2403220A1 (en) * | 1977-09-20 | 1979-04-13 | Schreiner Alain | Amphibious, spherical shaped vehicle - has motorised seat for passenger rolling inside on guides and sphere has external rolling track and paddle blades |
US4386787A (en) * | 1980-07-14 | 1983-06-07 | Clifford Maplethorpe | Spherical vehicle |
RU2297356C2 (en) * | 2002-12-05 | 2007-04-20 | Степан Георгиевич Тигунцев | Ball vehicle |
US7963350B1 (en) * | 2009-04-10 | 2011-06-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Spherical armored mobile platform |
CN204184488U (en) * | 2014-10-22 | 2015-03-04 | 西安工程大学 | Manned ball shape robot |
CN106938595A (en) * | 2017-03-09 | 2017-07-11 | 西安交通大学 | A kind of eccentric spherical tour bus in the amphibious sandy beach of direct-drive type of servomotor |
-
2019
- 2019-12-03 RU RU2019139206A patent/RU2736834C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2403220A1 (en) * | 1977-09-20 | 1979-04-13 | Schreiner Alain | Amphibious, spherical shaped vehicle - has motorised seat for passenger rolling inside on guides and sphere has external rolling track and paddle blades |
US4386787A (en) * | 1980-07-14 | 1983-06-07 | Clifford Maplethorpe | Spherical vehicle |
RU2297356C2 (en) * | 2002-12-05 | 2007-04-20 | Степан Георгиевич Тигунцев | Ball vehicle |
US7963350B1 (en) * | 2009-04-10 | 2011-06-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Spherical armored mobile platform |
CN204184488U (en) * | 2014-10-22 | 2015-03-04 | 西安工程大学 | Manned ball shape robot |
CN106938595A (en) * | 2017-03-09 | 2017-07-11 | 西安交通大学 | A kind of eccentric spherical tour bus in the amphibious sandy beach of direct-drive type of servomotor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9902058B1 (en) | Multimodal dynamic robotic systems | |
US8672062B2 (en) | Internal means for rotating an object between gravitationally stable states | |
Zarrouk et al. | Rising STAR: A highly reconfigurable sprawl tuned robot | |
Crossley | A literature review on the design of spherical rolling robots | |
Zarrouk et al. | STAR, a sprawl tuned autonomous robot | |
US9957002B2 (en) | Mobile platform | |
Armour et al. | Rolling in nature and robotics: A review | |
US11702160B2 (en) | Robot maneuverable by combined sprawl and four-bar extension mechanisms | |
AU2016212706B2 (en) | Statically stable robot using wheel with inner system | |
EP3126173B1 (en) | Low gravity all-surface vehicle | |
CN105035204A (en) | Wheel-leg combined type intelligent mobile robot | |
Xu et al. | Dynamic mobility with single-wheel configuration | |
Dudley et al. | A micro spherical rolling and flying robot | |
Niu et al. | Mechanical development and control of a miniature nonholonomic spherical rolling robot | |
CN111846012A (en) | Multi-motion-mode track-adjustable bionic bouncing robot | |
Zhang et al. | Q‐Whex: A simple and highly mobile quasi‐wheeled hexapod robot | |
RU2736834C1 (en) | Method of high-density plane displacement in gravity conditions | |
Yamada et al. | Blade-type crawler vehicle bio-inspired by a wharf roach | |
RU2554905C2 (en) | Spheromobile | |
CN203511205U (en) | Variable-structure triphibian wheeled obstacle-surmounting robot | |
CN212401413U (en) | Multi-motion-mode track-adjustable bionic bouncing robot | |
Yap et al. | Development of a stair traversing two wheeled robot | |
CN102826136B (en) | Belt rope type obstacle crossing robot | |
RU2554900C2 (en) | High cross-country capacity vehicle | |
Kim et al. | Hexapedal robot for amphibious locomotion on ground and water |