RU2742149C1

RU2742149C1 - Transformable wheel

Info

Publication number: RU2742149C1
Application number: RU2020113193A
Authority: RU
Inventors: Александр Аркадьевич Клиндюк
Original assignee: Александр Аркадьевич Клиндюк
Priority date: 2020-04-09
Filing date: 2020-04-09
Publication date: 2021-02-02

Abstract

FIELD: transformable wheels.SUBSTANCE: device includes a supporting base and moving sectors. The supporting base is cruciform. The support base contains at least one motor with at least one gearbox and a gear train from at least one gearbox. Two parallel axes are installed symmetrically from the center in each end part of the cruciform support base. Each axis has a sector fixed on it made with the possibility of rotation and partial bending of the cruciform support base. For each sector, one of the corner-forming sides is made arcuate with teeth, by means of which the gear wheel turns the sector around its axis. Each adjacent sector is made of lesser or greater thickness. The outer radial part of all sectors includes an elastic shell and in the main operating position forms a round rim with an elastic shell.EFFECT: invention provides ease of use, increase in speed of movement on difficult terrain, and reliability.5 cl, 9 dwg

Description

Изобретение относится к транспортным средствам, а именно к устройству колеса. The invention relates to vehicles, in particular to a wheel arrangement.

Известно колесо, содержащее множество колёсных секций, каждая из которых содержит втулку и спицу, прикрепленную к втулке, так что спица проходит от втулки к части обода, причём множество колесных секций выполнены с возможностью поворота относительно друг друга из сложенного положения в разложенное положение вокруг оси вращения, каждая колесная секция радиально разнесена со смежной колесной секцией на первый угол, тогда как в разложенном положении каждая колесная секция радиально разнесена со смежной колесной секцией на второй угол, который является большим, чем первый угол, и где каждая часть обода прикреплена к спице в сложенном положении и разложенном положении (RU 2602902 C1).A wheel is known that contains a plurality of wheel sections, each of which contains a hub and a spoke attached to the hub, so that the spoke extends from the hub to a part of the rim, and the plurality of wheel sections are rotatable relative to each other from the folded position to the unfolded position around the axis of rotation , each wheel section is radially spaced from an adjacent wheel section by a first angle, while in the unfolded position, each wheel section is radially spaced from an adjacent wheel section to a second angle that is greater than the first angle, and where each rim portion is attached to a spoke when folded position and unfolded position (RU 2602902 C1).

Данное устройство обеспечивает удобство хранения колёс при их транспортировании в сложенном виде. This device provides convenient storage of wheels when transporting them folded.

Известно трансформируемое сегментарное колесо для инвалидной коляски, содержащее рабочие сегменты и систему раскрытия, которая содержит устройство последовательного выдвижения и складывания сегментов по мере поднятия по лестничному маршу. Данное устройство имеет два диска, несущий диск и сегментированный диск, разделенный на рабочие сегменты, диаметром меньше, чем колесо коляски. Для преодоления лестничного марша вверх пользователь коляски подъезжает к первой нижней ступени лестничного марша задним ходом до упора колесами в край ступени, включает систему раскрытия, при этом только один рабочий сегмент, по направляющей, выдвигается на величину высоты первой ступени лестницы. Затем с помощь мускульной силы или электропривода осуществляется подъём на первую ступень лестницы. При упоре во вторую ступень выдвигается второй рабочий сегмент и производится подъем на вторую ступень и так далее с попеременным контактом сегментов до полного преодоления лестничного марша, где после последней ступени на ровной поверхности, система раскрытия складывает сегменты в первоначальное состояние (RU 193666 U1).Known transformable segmental wheel for a wheelchair, containing working segments and an opening system, which contains a device for sequential extension and folding of the segments as they rise along the staircase. This device has two discs, a carrier disc and a segmented disc, divided into working segments, with a diameter smaller than the wheel of a sidecar. To overcome the staircase upward, the user of the stroller drives up to the first lower step of the staircase in reverse until it stops with the wheels in the edge of the step, turns on the opening system, while only one working segment, along the guide, is extended by the height of the first step of the stairs. Then, with the help of muscle force or an electric drive, the ascent to the first step of the stairs is carried out. When resting on the second step, the second working segment extends and the second step is raised and so on with alternating contact of the segments until the staircase is completely overcome, where after the last step on a flat surface, the opening system folds the segments into their original state (RU 193666 U1).

Привод данного устройства не автоматизирован, что затрудняет его использование, применение этого устройства пользователем происходит медленно и с определёнными трудностями. Кроме того, конструктивные элементы известного устройства недостаточно прочны и надёжны, могут выходить из строя, что приведёт к невозможности реализации назначения: трансформируемое колесо.The drive of this device is not automated, which complicates its use; the use of this device by the user is slow and with certain difficulties. In addition, the structural elements of the known device are not strong and reliable enough, they can fail, which will lead to the impossibility of realizing the purpose: a transformable wheel.

Технической проблемой является отсутствие автоматизации процесса трансформации колеса, что затрудняет эксплуатацию устройства, особенно людьми с ограниченными возможностями. A technical problem is the lack of automation of the wheel transformation process, which complicates the operation of the device, especially for people with disabilities.

Также технической проблемой является недостаточная надёжность конструкции, возможный выход её из строя. Also, a technical problem is the lack of reliability of the structure, its possible failure.

Предлагается трансформируемое колесо, включающее несущую основу и подвижные сектора. Несущая основа выполнена крестообразной. Внутри которой установлены: по меньшей мере, один двигатель с, по меньшей мере, одним редуктором и зубчатая передача от, по меньшей мере, одного редуктора. В каждой конечной части крестообразной несущей основы симметрично от центра установлены две параллельные оси, на каждой из которых закреплен сектор, выполненный с возможностью поворота и частичного огибания крестообразной несущей основы. У каждого сектора одна из углообразующих сторон выполнена дугообразной с зубьями, посредством которых колесо зубчатой передачи поворачивает сектор вокруг своей оси, а каждый соседний сектор выполнен меньшей или большей толщины. Кроме того, внешняя радиальная часть всех секторов включает упругую оболочку и в основном рабочем положении образует круглый обод с упругой оболочкой.A transformable wheel is proposed, including a supporting base and movable sectors. The supporting base is cruciform. Inside which are installed: at least one engine with at least one gearbox and a gear train from at least one gearbox. In each end part of the cruciform support base, two parallel axes are installed symmetrically from the center, on each of which a sector is fixed, made with the possibility of rotation and partial bending of the cruciform support base. For each sector, one of the corner-forming sides is made arched with teeth, by means of which the gear wheel rotates the sector around its axis, and each adjacent sector is made of lesser or greater thickness. In addition, the outer radial part of all sectors includes an elastic shell and in the main operating position forms a round rim with an elastic shell.

В качестве двигателя предпочтительно применять электродвигатель, источником питания которого могут быть по меньшей мере одна батарея и/или по меньшей мере один аккумулятор.As the engine, it is preferable to use an electric motor, the power source of which can be at least one battery and / or at least one battery.

В частных случаях крестообразная несущая основа выполнена из трубы прямоугольного или квадратного сечения.In special cases, the cruciform load-bearing base is made of rectangular or square pipe.

Предпочтительно, для удобства эксплуатации и долговечности устройства упругая оболочка секторов представляет собой элемент шины. Preferably, for the convenience of operation and durability of the device, the elastic shell of the sectors is a tire element.

Техническим результатом изобретения является удобство в эксплуатации, увеличение скорости передвижения по сложным участкам местности, надёжность. The technical result of the invention is ease of use, increased speed of movement on difficult terrain, reliability.

Изобретение поясняется иллюстрациями. The invention is illustrated by illustrations.

На фиг. 1 – 3 изображён один из возможных вариантов крестообразной несущей основы устройства. FIG. 1 - 3 shows one of the possible variants of the cruciform support of the device.

На фиг. 4 – 5 показаны этапы трансформации устройства. FIG. 4 - 5 show the stages of transformation of the device.

На фиг. 6, 7 показано устройство с двух сторон в разложенном виде. FIG. 6, 7 show the device unfolded from both sides.

На фиг. 8, 9 показано соединение одноимённых секторов с двух сторон устройства. FIG. 8, 9 show the connection of the sectors of the same name on both sides of the device.

На иллюстрациях обозначены:The illustrations indicate:

1 – крестообразная несущая основа,1 - cruciform bearing base,

2 – сектор первой группы, 2 - sector of the first group,

3 – сектор второй группы, 3 - sector of the second group,

4 – двигатель,4 - engine,

5 – редуктор, 5 - reducer,

6 – зубчатая передача, 6 - gear transmission,

7 – утолщённая часть сектора второй группы, 7 - a thickened part of the sector of the second group,

8 – линия соприкосновения сектора первой группы и утолщённой части сектора второй группы, 8 - the line of contact of the sector of the first group and the thickened part of the sector of the second group,

9 – шина,9 - tire,

10 – покрывной диск. 10 - cover disc.

Трансформируемое колесо включает крестообразную несущую основу и сектора. The transformable wheel includes a cruciform support base and sectors.

Несущая основа колеса, представляет, по сути, корпус и выполнена крестообразной и полой внутри, предпочтительно из трубы квадратного сечения. Внутри лучей крестообразного корпуса устанавливаются двигатели с редукторами (по меньшей мере один) и источники питания (по меньшей мере один), которыми могут быть батареи или аккумуляторные батареи. The bearing base of the wheel is, in essence, a body and is made cruciform and hollow inside, preferably from a square tube. Motors with gearboxes (at least one) and power supplies (at least one), which can be batteries or rechargeable batteries, are installed inside the beams of the cruciform body.

В центре корпуса установлена связанная с редуктором зубчатая передача, представляющая собой систему зубчатых колес (фиг.4, поз.6). In the center of the body there is a gear transmission connected to the gearbox, which is a system of gear wheels (Fig. 4, pos. 6).

Управление двигателем предпочтительно дистанционное, но можно также установить выключатель и непосредственно на устройстве, например, на покрывном диске (фиг.7, поз.10).The engine control is preferably remote, but it is also possible to install the switch directly on the device, for example, on the cover disk (Fig. 7, item 10).

Предлагаемое колесо имеет восемь секторов, частично огибающих крестообразную несущую основу (фиг.4 – 7). Форма секторов может быть разная, главное то, чтобы сектора при своем повороте не мешали друг другу и при этом в раскрытом положении их внешняя поверхность образовывала круг, по сути шину.The proposed wheel has eight sectors, partially enveloping the cruciform bearing base (Fig. 4 - 7). The shape of the sectors can be different, the main thing is that the sectors, when turning, do not interfere with each other and at the same time, in the open position, their outer surface forms a circle, in fact a tire.

Как видно из представленных фигур сектора делятся на две группы разной формы. As you can see from the presented figures, the sectors are divided into two groups of different shapes.

Сектор первой группы имеет следующую форму. The sector of the first group has the following form.

Сектор имеет три стороны, одна сторона является прямой, две другие стороны имеют форму дуг окружности, выгнутых наружу по отношению к сектору. The sector has three sides, one side is straight, the other two sides are circular arcs bent outward in relation to the sector.

Одна из выгнутых наружу сторон сектора образует часть обода колеса.One of the outwardly curved sides of the sector forms part of the wheel rim.

Вторая из выгнутых наружу сторон сектора представляет собой зубья, выполненные таким образом, чтобы входить в зацепление с, соответствующим зубчатым колесом зубчатой передачи, для поворота данного сектора. The second of the outwardly curved sides of the sector are teeth designed to mesh with the corresponding toothed wheel of the gear train to rotate the sector.

Сектора второй группы имеют следующую форму. The sectors of the second group have the following shape.

Сектор также имеет три стороны. The sector also has three sides.

Одна сторона является прямой. Две другие стороны имеют форму дуг окружности, выгнутых наружу по отношению к сектору.One side is straight. The other two sides are in the form of circular arcs bent outward in relation to the sector.

Одна из выгнутых наружу сторон сектора образует часть обода колеса, вторая из выгнутых наружу сторон сектора представляет собой зубья, выполненные таким образом, чтобы входить в зацепление с, соответствующим зубчатым колесом зубчатой передачи, для поворота данного сектора.One of the outwardly curved sides of the sector forms a part of the wheel rim, the second of the outwardly curved sides of the sector are teeth made in such a way as to mesh with the corresponding toothed wheel of the gear transmission to rotate this sector.

Сектора второй группы имеют утолщённую часть (фиг.6, поз.7). The sectors of the second group have a thickened part (Fig. 6, item 7).

Утолщённая часть характеризуется симметрично увеличенной, по отношению к остальной части сектора, толщиной.The thickened part is characterized by a symmetrically increased thickness in relation to the rest of the sector.

Край утолщённой части, её сторона, вогнута таким образом, чтобы соответствовать форме выгнутой стороны сектора первой группы (фиг.6, поз.8). The edge of the thickened part, its side, is concave in such a way as to correspond to the shape of the curved side of the sector of the first group (Fig. 6, item 8).

Для лучшего обеспечения функционирования зубчатой передачи между сектором первой группы и сектором второй группы толщина сектора первой группы соответствует толщине сектора второй группы, а толщина утолщённой части сектора второй группы увеличена вдвое. To better ensure the functioning of the gear transmission between the sector of the first group and the sector of the second group, the thickness of the sector of the first group corresponds to the thickness of the sector of the second group, and the thickness of the thickened part of the sector of the second group is doubled.

На наружные части секторов целесообразно установить фрагменты шины для обеспечения удобства эксплуатации и долговечности устройства (фиг.7, поз.9).It is advisable to install tire fragments on the outer parts of the sectors to ensure ease of use and durability of the device (Fig. 7, item 9).

Данный технический результат обеспечивается конструктивными элементами устройства: приводом с помощью двигателя, обеспечивающим путём зубчатой передачи движения в нужном направлении, с нужной скоростью секторов устройства. Элементы зубчатой передачи достаточно надёжны, вероятность выхода их из строя незначительна. This technical result is provided by the structural elements of the device: a drive by means of a motor, which, by means of a gear transmission, provides movement in the desired direction at the required speed of the sectors of the device. Gear elements are reliable enough, the probability of their failure is negligible.

Устройство работает, например, следующим образом.The device works, for example, as follows.

В случае необходимости подъёма по лестнице приводится в действие электродвигатель (один или больше). Предпочтительно включение – выключение двигателя производится с помощью пульта дистанционного управления. Однако возможно установить выключатель, например, на покрывном диске устройства, изображённом на фиг. 7. Под действием зубчатой передачи начинает движение выбранный сектор колеса (возможно обеспечение движения одновременно нескольких секторов, но при подъёме по лестнице это нецелесообразно). Происходит как бы вворачивание сектора колеса внутрь и колесо приобретает форму, удобную для помещения на ступеньку лестницы. If it is necessary to climb stairs, an electric motor (one or more) is activated. Preferred switching on - the engine is switched off using the remote control. However, it is possible to install a switch, for example, on the cover disc of the device shown in FIG. 7. Under the action of the gear, the selected sector of the wheel begins to move (it is possible to ensure the movement of several sectors at the same time, but when climbing the stairs it is inappropriate). It is as if the sector of the wheel is screwed inward and the wheel takes on a shape that is convenient for placing on a step of a staircase.

Способность предложенного колеса к трансформации может быть применима как при перемещении по лестнице, так и по другим трудным для колёсных средств транспорта участкам местности. The ability of the proposed wheel to transform can be applied both when moving along the stairs and along other difficult terrain for wheeled vehicles.

Можно предположить, что данное устройство может быть наиболее востребовано для детских колясок, их более удобного прохождения по ступеням и бардюрам в городских условиях, средств передвижения инвалидов, хотя может найти применение и, например, для спортивных колёсных средств передвижения. It can be assumed that this device may be most in demand for baby carriages, their more convenient passage on steps and barriers in urban conditions, vehicles for disabled people, although it can also be used, for example, for sports wheeled vehicles.

Claims

1. A transformable wheel, including a carrier base and movable sectors, characterized in that the carrier base is made cruciform, inside of which are installed: at least one engine with at least one gearbox and a gear train from at least one gearbox, and in each final parts of the cruciform support base are symmetrically from the center, two parallel axes are installed, on each of which a sector is fixed, made with the possibility of rotation and partial bending of the cruciform support base, while in each sector one of the corner-forming sides is made arched with teeth, through which the gear wheel turns sector around its axis, and each adjacent sector is made of lesser or greater thickness, in addition, the outer radial part of all sectors includes an elastic shell and in the main working position forms a round rim with an elastic shell.

2. The convertible wheel according to claim 1, wherein the engine is an electric motor.

3. A transformable wheel according to claim 2, characterized in that the power source for the electric motor is at least one battery and / or at least one battery.

4. The transformable wheel according to claim 1, characterized in that the cruciform support base is made of a pipe of rectangular or square section.

5. A transformable wheel according to claim 1, characterized in that the elastic shell of the sectors is a tire element.