RU2745724C2

RU2745724C2 - Roller vehicle

Info

Publication number: RU2745724C2
Application number: RU2019104971A
Authority: RU
Inventors: Александр Александрович Горшков
Original assignee: Александр Александрович Горшков
Priority date: 2019-02-21
Filing date: 2019-02-21
Publication date: 2021-03-31
Also published as: RU2019104971A; RU2019104971A3

Abstract

FIELD: vehicles.

SUBSTANCE: invention relates to the design of the vehicle chassis. A roller vehicle contains a set of non-driving rollers, the axes of which are connected to the elements of their support on the ground, as well as containing a rail that interacts with the rollers in rolling mode. The axes of the rollers are connected to each other by a flexible cable closed in a ring that covers the pulleys mounted on the vehicle body. The rail is made in the form of a rigid closed ring of oval shape, having a straight section and fixed to the body of the vehicle.

EFFECT: combination of a vehicle’s high cross-country ability with low resistance to movement on a hard surface, including off-road, as well as increased speed and service life of the vehicle are achieved.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области сухопутных транспортных средств и касается принципиальной и конструктивной схемы шасси автомобилей, тракторов, самолетов, снегоходов, мобильных роботов и других моторных и безмоторных экипажей, в которых требуется обеспечить сочетание высокой проходимости с малым сопротивлением перемещению по твердой поверхности, в том числе по бездорожью.The invention relates to the field of land vehicles and concerns the basic and structural diagram of the chassis of cars, tractors, airplanes, snowmobiles, mobile robots and other motorized and non-motorized crews, in which it is required to provide a combination of high cross-country ability with low resistance to movement on a hard surface, including off-road.

Устройствами аналогичного назначения являются: колесный гусеничный и шагающий движители, а также скользящие механизмы, в число которых входят сани, лыжи, коньки, а также средства с магнитной, воздушной и вибрационной левитацией. Имеются также прыгающие механизмы.Devices for a similar purpose are: wheeled caterpillar and walking propellers, as well as sliding mechanisms, which include sledges, skis, skates, as well as devices with magnetic, air and vibration levitation. There are also jumping mechanisms.

Из них наиболее близкими к предлагаемому являются колесный, гусеничный и шагающий движители. Их объединяет общий физический принцип действия, состоящий в передаче веса экипажа на дорогу посредством вращающегося твердого тела, которое за счет вращения может передавать усилие веса между взаимно подвижными телами без скольжения и при сохранении постоянного расстояния (высоты над землей).Of these, the closest to the proposed are wheeled, caterpillar and walking propellers. They are united by a common physical principle of action, which consists in transferring the weight of the crew to the road by means of a rotating rigid body, which, due to rotation, can transfer the force of the weight between mutually movable bodies without sliding and while maintaining a constant distance (height above the ground).

Недостатком шагающих механизмов являются: сложная многозвенная структура и цикличность функционирования, сильно ограничивающая скорость передвижения.The disadvantages of walking mechanisms are: a complex multi-link structure and cyclic functioning, which greatly limits the speed of movement.

Колесо, если не дополнять его пневматической шиной, вообще мало работоспособно, т.к. имеет точечный контакт с дорогой и вынуждено воспроизводить весь рельеф дороги, приводящий к высокочастотным колебаниям. Пневматическая шина срезает верхние частоты рельефа дороги. Однако, в отличие от шагающего механизма, на слабых грунтах, шина вынуждена проминать грунт по всей непрерывной дорожке качения большой ширины, что сильно увеличивает трение качения, а иногда приводит к буксованию колеса (например, на глубоком снегу, в песке и т.п.). Кроме того, колесо имеет большую материалоемкость, обусловленную наличием большого процента неработающей части дуги, что увеличивает массу колесного движителя.The wheel, if not supplemented with a pneumatic tire, is generally not very efficient, because has a point contact with the road and is forced to reproduce the entire relief of the road, leading to high-frequency vibrations. The pneumatic tire cuts the high frequencies of the road surface. However, unlike a walking mechanism, on soft soils, the tire is forced to trample the ground along the entire continuous raceway of a large width, which greatly increases rolling friction, and sometimes leads to wheel slip (for example, in deep snow, in sand, etc.) ). In addition, the wheel has a large material consumption due to the presence of a large percentage of the inoperative part of the arc, which increases the mass of the wheel propeller.

Указанные недостатки колесного движителя устраняются в железнодорожном варианте применения колеса, где за счет высокой контактной прочности стали обеспечивается малая площадь контакта колеса с дорогой и многократно снижается коэффициент трения качения. Однако это достигается ценой существенного увеличения затрат на строительство и содержание дороги. Также ограничивается свобода выбора маршрута передвижения.The indicated disadvantages of the wheel propeller are eliminated in the railway version of the wheel application, where, due to the high contact strength of steel, a small contact area of the wheel with the road is provided and the rolling friction coefficient is greatly reduced. However, this is achieved at the cost of a significant increase in road construction and maintenance costs. The freedom to choose the route of movement is also limited.

Гусеничный движитель (см. например: WWW/ Гусеничный движитель.<ustroistvo-avtomobilya.ru/shiny-i-diski/>) отличается от колесного просто наличием между колесом и дорогой прокладки, т.е. своего рода рельса, который составлен из шарнирно соединенных отрезков, замкнут в кольцо, установлен на направляющие шкивы, обеспечивающие возможность перемотки рельса, и перевозится с собой. Это, как и случае с железной дорогой, позволяет снизить давление на грунт и повысить проходимость. Устраняются также и затраты на строительство дорог. Однако это достигается ценой появления следующих недостатков гусеничного движителя перед колесным:A caterpillar mover (see for example: WWW / Caterpillar mover. <Ustroistvo-avtomobilya.ru/shiny-i-diski/>) differs from a wheeled one simply by the presence of a spacer between the wheel and the road, i.e. a kind of rail, which is made up of pivotally connected segments, closed in a ring, mounted on guide pulleys, which provide the possibility of rewinding the rail, and transported with you. This, as is the case with the railroad, allows to reduce ground pressure and increase cross-country ability. The cost of building roads is also eliminated. However, this is achieved at the cost of the appearance of the following disadvantages of the tracked mover in front of the wheeled one:

а) Увеличивается сопротивление перемещению из за наличия большого числа шарниров и из за гистерезиса большой массы циклически работающих резиновых деталей.a) The resistance to movement increases due to the presence of a large number of joints and due to the hysteresis of a large mass of cyclically working rubber parts.

б) Уменьшается срок службы механизма из за незащищенности механизма гусениц от грязи и отсутствия смазки..b) The service life of the mechanism is reduced due to the lack of protection of the track mechanism from dirt and lack of lubrication.

в) Уменьшается скорость передвижения из за большой неподрессоренной массы гусеницы.c) The speed of movement decreases due to the large unsprung mass of the caterpillar.

г) Снижается коэффициент полезной нагрузки транспортного средства из за увеличения массы конструкции движителя.d) The payload coefficient of the vehicle decreases due to the increase in the mass of the propulsion structure.

д) Снижается надежность работы механизма из-за возможности попадания в него камней, льда и прочего мусора.e) The reliability of the mechanism is reduced due to the possibility of stones, ice and other debris getting into it.

е) Ограничивается возможность передвижения на хороших дорогах из-за возможности их повреждения.f) The possibility of movement on good roads is limited due to the possibility of their damage.

Наиболее близким к предлагаемому роликовому средству передвижения по числу совпадающих существенных признаков является транспортный механизм, называемый неприводным рольгангом (см. например: Википедия «Рольганг»). Он применяется исключительно в локальных - внутрицеховых транспортных системах, т.к. имеет высокую стоимость и материалоемкость на единицу длины «дорожного хозяйства».The closest to the proposed roller vehicle in terms of the number of coinciding essential features is a transport mechanism called a non-drive roller conveyor (see, for example: Wikipedia "Roller conveyor"). It is used exclusively in local - intrashop transport systems, since has a high cost and consumption of materials per unit length of "road facilities".

Рольганг содержит ролики (по сути тоже колеса), оси которых закреплены на раме, длина которой равна длине пути требуемого перемещения. При этом ролики располагаются по длине пути довольно часто - с шагом меньшим размера перевозимого груза. Обычно это контейнеры или поддоны. При этом периферия роликов взаимодействует с днищем контейнера в режиме качения. Таким устройством обеспечивается малый коэффициент сопротивления перемещению груза, т.е. достигается та же цель, которая достигается в железнодорожном варианте применения колеса.The roller conveyor contains rollers (in fact, also wheels), the axes of which are fixed on a frame, the length of which is equal to the length of the path of the required movement. In this case, the rollers are located along the length of the path quite often - with a step smaller than the size of the transported cargo. These are usually containers or pallets. In this case, the periphery of the rollers interacts with the bottom of the container in rolling mode. Such a device provides a low coefficient of resistance to the movement of the load, i.e. the same goal is achieved as in the railway application of the wheel.

Однако при этом появляются те же недостатки: высокая стоимость путевой части и ограниченность маршрутов передвижения. Причем стоимость рольганга на единицу длины пути во много раз больше, чем у железной дороги, что практически исключает возможность его использования в качестве полноценного транспортного средства, способного выйти за пределы локальных зон.However, in this case, the same disadvantages appear: the high cost of the track part and the limited routes of movement. Moreover, the cost of a roller table per track length unit is many times higher than that of a railway, which practically excludes the possibility of using it as a full-fledged vehicle capable of going beyond local zones.

Целью изобретения является создание средства передвижения, способного составить достойную альтернативу существующим сухопутным средствам передвижения, устранив выше перечисленные их недостатки, т.е. улучшить комплексный показатель качества, состоящий из следующих взаимосвязанных между собой параметров: сопротивление перемещению, скорость, срок службы, стоимость дорог, коэффициент полезной нагрузки, проходимость.The purpose of the invention is to create a vehicle capable of making a worthy alternative to existing land vehicles, eliminating the above-listed disadvantages, i.e. improve a complex quality indicator, consisting of the following interrelated parameters: resistance to movement, speed, service life, cost of roads, payload ratio, cross-country ability.

Предлагается роликовое средство передвижения, содержащее множество неприводных роликов, оси которых соединены с элементами их опоры на землю. Кроме того, предлагаемое устройство содержит рельс, взаимодействующий с роликами в режиме качения. Цель изобретения достигается тем, что оси указанных роликов соединены между собой гибким тросом, замкнутым в кольцо, которое охватывает шкивы, установленные на кузове транспортного средства и обеспечивающие возможность его перемотки, а указанный рельс выполнен в виде жесткого замкнутого овального кольца, имеющего по крайней мере один прямолинейный участок и закрепленного на кузове транспортного средства. При этом образуется силопередающая цепь между кузовом и дорогой, состоящая из тех же элементов, что на железной дороге, а именно, состоящая из рельса, диска колеса, оси колеса и опорного элемента для оси. Однако расположены эти элементы в перевернутой последовательности: рельс расположен на кузове, а ось колеса (ролика) опирается посредством опорного элемента на землю (т.е. на дорогу). Получается структура, аналогичная гусеничному движителю, у которого рельс поделен на шарнирно связанные между собой сегменты, свернут в кольцо и обернут вокруг колес транспортного средства с образованием гусеницы. Но в предлагаемом случае замкнут в кольцо, сделан гибким и может перематываться вокруг кузова транспортного средства рольганг. При этом кузов выполняет функцию поверхности качения для роликов. Выполнение рельса в виде замкнутого жесткого кольца можно считать лишь модификацией формы поверхности кузова. Однако, если при вышеописанном превращении железной дороги в гусеничный движитель, положительные качества железной дороги, а именно малое трение качения утрачиваются, т.к. рельс оказывается расчлененным на шарнирные сегменты, то в случае вышеописанного превращения рольганга, рельс остается жестким и сохраняет малый коэффициент трения при качении по нему роликов.A roller vehicle is proposed that contains a plurality of non-driven rollers, the axes of which are connected to the elements of their support on the ground. In addition, the proposed device contains a rail that interacts with rollers in rolling mode. The purpose of the invention is achieved in that the axes of the said rollers are interconnected by a flexible cable closed in a ring that covers the pulleys installed on the vehicle body and allowing it to rewind, and the specified rail is made in the form of a rigid closed oval ring having at least one straight section and fixed to the vehicle body. In this case, a power transmission chain is formed between the body and the road, consisting of the same elements as on the railway, namely, consisting of a rail, a wheel disk, a wheel axle and a supporting element for the axle. However, these elements are located in an inverted sequence: the rail is located on the body, and the axle of the wheel (roller) is supported by the support element on the ground (i.e. on the road). The result is a structure similar to a caterpillar propeller, in which the rail is divided into pivotally connected segments, rolled into a ring and wrapped around the wheels of the vehicle to form a caterpillar. But in the proposed case, it is closed in a ring, made flexible and can be rewound around the vehicle body of the roller conveyor. In this case, the body acts as a rolling surface for the rollers. The execution of a rail in the form of a closed rigid ring can only be considered a modification of the shape of the body surface. However, if, with the above-described transformation of the railway into a caterpillar mover, the positive qualities of the railway, namely, low rolling friction, are lost, because the rail turns out to be dismembered into hinge segments, then in the case of the above-described transformation of the roller table, the rail remains rigid and retains a small coefficient of friction when the rollers roll along it.

Таким образом, достигаются положительные качества, свойственные железной дороге и устраняются основные недостатки железной дороги, а именно высокая стоимость путевого хозяйства и ограниченность маршрутов передвижения. При этом, как и у железной дороги, мы можем снижать давление на грунт, увеличивая площадь опорных элементов. Причем элементы качения, в отличие от железнодорожных рельсов и колес, оказываются поднятыми над землей и могут быть защищены от грязи, пыли и мусора.Thus, the positive qualities inherent in the railway are achieved and the main disadvantages of the railway are eliminated, namely the high cost of track facilities and the limited routes of movement. At the same time, as with the railway, we can reduce the pressure on the ground by increasing the area of the supporting elements. Moreover, rolling elements, in contrast to railway rails and wheels, are raised above the ground and can be protected from dirt, dust and debris.

При этом в предлагаемом устройстве сохраняются также положительные качества шагающего движителя, обусловленные дискретностью точек опоры, а именно повышенная проходимость (в частности, по глубокому снегу), а также дополнительное уменьшение сопротивления качению, обусловленное уменьшением суммарного объема проминаемого грунта.At the same time, the proposed device also retains the positive qualities of the walking propeller, due to the discreteness of the support points, namely, increased cross-country ability (in particular, in deep snow), as well as an additional decrease in rolling resistance due to a decrease in the total volume of the crushed soil.

Опорные элементы, в частном варианте выполнения предлагаемого устройства, могут быть выполнены в виде пневматических оболочек. При этом они будут выполнять функцию рессорных элементов, снижающих неподрессоренную массу до уровня, свойственного пневматической шине. Это позволяет увеличить скорость передвижения до автомобильной. При этом конструкция опорных элементов получается проще и легче, чем у шины, т.к. опорные элементы участвуют в полезной работе почти 50% времени (в отличие от пневматической шины, где сектор полезной работы составляет порядка 15% от окружности колеса..The supporting elements, in a particular embodiment of the proposed device, can be made in the form of pneumatic shells. At the same time, they will perform the function of spring elements that reduce the unsprung weight to a level characteristic of a pneumatic tire. This allows you to increase the speed of movement to automobile. In this case, the design of the supporting elements is simpler and lighter than that of a tire, because support elements are involved in useful work almost 50% of the time (in contrast to pneumatic tires, where the sector of useful work is about 15% of the wheel circumference ..

В частном варианте выполнения пневматические опорные элементы снабжены автоматическими обратными клапанами, сообщающими их с атмосферой и обеспечивающими самоподдержание среднего избыточного давления за счет циклического изменения их объема в процессе работы.In a particular embodiment, the pneumatic support elements are equipped with automatic check valves that communicate them with the atmosphere and ensure self-maintenance of the average overpressure due to the cyclical change in their volume during operation.

Изобретение поясняется нижеследующим детальным описанием примеров выполнения и пятью фигурами.The invention is illustrated by the following detailed description of examples of execution and five figures.

На фиг. 1 дано упрощенное схематическое изображение предлагаемого устройства в самом общем варианте выполнения.FIG. 1 shows a simplified schematic representation of the proposed device in the most general embodiment.

На фиг. 2 изображена схема рольганга, взятая за прототип.FIG. 2 shows a diagram of a roller table taken as a prototype.

На фиг. 3 дана более подробная конструктивная схема одного из вариантов выполнения предлагаемого роликового средства передвижения (разрез продольной плоскостью А-А, показанной на фиг. 4). При этом показан блок только одной колеи двухколейного транспортного средства.FIG. 3 is a more detailed structural diagram of one of the embodiments of the proposed roller vehicle (section by the longitudinal plane A-A, shown in Fig. 4). This shows a block of only one track of a two-track vehicle.

На фиг. 4 приведен разрез плоскостью Б-Б, показанной на фиг. 3.FIG. 4 shows a section by plane BB shown in FIG. 3.

На фиг. 5 приведен разрез плоскостью В-В, показанной на фиг. 3.FIG. 5 is a cross-sectional view of the plane BB shown in FIG. 3.

Устройство и функционирование предлагаемого средства передвижения проще всего понять при сравнении простейшей схемы его выполнения, изображенной на фиг. 1, с известной схемой рольганга, взятого за прототип, изображенной на фиг 2. В обеих схемах имеются ролики 1, оси 2 которых соединены с опорными элементами 3. При этом, если у рольганга ролики расставлены по всей длине пути перемещения и опираются на землю, то у предлагаемого устройства оси роликов нанизаны на гибкий трос 4, замкнутый в кольцо и охватывающий шкивы 5, которые обеспечивают возможность перемотки троса 4 вместе с роликами 1. При этом периферийная окружность всех роликов взаимодействует с рельсом 6, выполненным в предлагаемом устройстве в виде замкнутого кольца овальной формы, и закрепленного на боковой поверхности кузова 7. У рольганга же рельс 8 (фиг. 2) по сути является лишь элементом днища кузова 9.The design and operation of the proposed vehicle is easiest to understand when comparing the simplest scheme of its implementation, shown in Fig. 1, with the well-known scheme of a roller table taken as a prototype shown in FIG. 2. In both schemes there are rollers 1, the axes 2 of which are connected to the supporting elements 3. Moreover, if the roller table has rollers spaced along the entire length of the travel path and rest on the ground, then in the proposed device the axles of the rollers are strung on a flexible cable 4, closed in a ring and covering the pulleys 5, which make it possible to rewind the cable 4 together with the rollers 1. In this case, the peripheral circumference of all the rollers interacts with the rail 6, made in the proposed device in the form of a closed ring oval, and fixed on the side surface of the body 7. In the roller table, the rail 8 (Fig. 2) is in fact only an element of the bottom of the body 9.

Если кузов 7 или 9 толкать, то в обоих сравниваемых случаях он придет в движение. При этом расположенные снизу ролики в обоих случаях образуют опоры, неподвижные относительно земли. Однако в предлагаемом механизме ролики, двигаясь по замкнутой траектории, периодически отрываются от земли и выполнят работу многократно, так что процесс движения может продолжаться на неограниченное расстояние. Если же наделить опорные элементы 3 амортизирующими - рессорными функциями, то движение может происходить и по криволинейному рельефу, а также с большой скоростью, как это имеет место в случае колеса с пневматической шиной.If the body 7 or 9 is pushed, then in both compared cases it will start moving. In this case, the rollers located below in both cases form supports, which are fixed relative to the ground. However, in the proposed mechanism, the rollers, moving along a closed trajectory, periodically take off from the ground and perform the work many times, so that the process of movement can continue for an unlimited distance. If we endow the supporting elements 3 with shock-absorbing - spring functions, then the movement can occur along a curved relief, as well as at high speed, as is the case in the case of a wheel with a pneumatic tire.

Рассмотрим далее более подробно разработанный вариант конструкции предлагаемого устройства, включая вариант с двигателем (см. фиг. 3; 4; 5). Он содержит шесть роликов 1 на одну колею. Это могут быть простые радиальные шарикоподшипники. При необходимости увеличить грузоподъемность число роликов может быть увеличено. Оси 2 роликов 1 имеют на концах отверстия, через которые пропущены два гибких бесконечных (кольцеобразных) троса 4. Они могут быть изготовлены, например, из стального каната. Причем оси 2 должны быть равномерно распределены по окружности кольца и прочно зафиксированы. Это может быть осуществлено сборкой кольца из отдельных отрезков с распушением концов троса в отверстиях осей 2 с расклиниванием их и пропайкой. Если механизм имеет минимально возможное количество колес (как, например, показано на фиг. 3), то между роликами 1 устанавливают дополнительные - холостые оси 10, чтобы обеспечивалось не менее двух точек цевочного зацепления с каждым из четырех шкивов 5. Задняя пара шкивов 5 является ведущей и соединена с двигателем 11 посредством зубчатого редуктора (см. фиг. 5). В данном случае это может быть высокооборотный электродвигатель. Причем двигатель 11 имеет двусторонний выход вала, что необходимо для синхронизации вращения шкивов 5 и тросов 4. Между шкивами 5 расположен неподвижный замкнутый рельс 6 овальной формы, по которому могут катиться ролики 1, ограничиваемые при этом ребордами 12. С боковых сторон к рельсу 6 прикреплены крышки 13, выполняющие функцию основания для крепления осей шкивов 5. Также крышки 13 используются для крепления двигателя 11, рычагов подвески 14 и рессоры 15, обеспечивающей дополнительную амортизацию данного одноколейного блока при креплении его к кузову 16 двухколейного транспортного средства (в данном случае изображена параллелограммная подвеска с пневматической активной рессорой, способной менять дорожный просвет и гасить колебания при движении по сложному рельефу).Consider further in more detail the developed version of the design of the proposed device, including the version with the engine (see Fig. 3; 4; 5). It contains six rollers 1 per track. These can be simple deep groove ball bearings. If it is necessary to increase the lifting capacity, the number of rollers can be increased. The axles 2 of the rollers 1 have holes at the ends through which two flexible endless (ring-shaped) cables 4 are passed. They can be made, for example, of a steel rope. Moreover, the axes 2 must be evenly distributed around the circumference of the ring and firmly fixed. This can be done by assembling the ring from separate sections with fluffing the ends of the cable in the holes of the axes 2 with wedging them and soldering. If the mechanism has the minimum possible number of wheels (as, for example, shown in Fig. 3), then between the rollers 1 additional - idle axles 10 are installed in order to ensure at least two points of pin engagement with each of the four pulleys 5. The rear pair of pulleys 5 is leading and connected to the engine 11 by means of a gear reducer (see Fig. 5). In this case, it can be a high-speed electric motor. Moreover, the engine 11 has a double-sided shaft exit, which is necessary to synchronize the rotation of the pulleys 5 and cables 4. Between the pulleys 5 there is a stationary closed rail 6 of an oval shape, along which rollers 1 can roll, while being limited by the flanges 12. From the sides to the rail 6 are attached covers 13 serving as a base for attaching the axles of the pulleys 5. Also covers 13 are used to mount the engine 11, suspension arms 14 and a spring 15, which provides additional shock absorption for this single-track unit when attached to the body 16 of a two-track vehicle (in this case, a parallelogram suspension is shown with a pneumatic active spring capable of changing ground clearance and damping vibrations when driving on difficult terrain).

Поверх пары кольцевых тросов 4 расположена гибкая кольцеобразная пылезащитная лента 17, входящая в непрерывный скользящий контакт с краевыми отгибами 18 крышек 13, образующих, вместе с указанной лентой, защиту механизма от грязи и пыли. Поверх пылезащитной ленты 17 расположены опорные элементы 19. Они выполнены в виде гибких пневматических подушек с кордным двунаправленным армированием. В данном случае они имеют форму конического сильфона. Нижняя стенка полости сильфона образована металлической крышкой 20, закрывающей ролик 1. Крышка 20 прикреплена к оси 2 с помощью ушек. В верхней части крышки 20 имеется автоматический клапан 21, пропускающий воздух только внутрь сильфона, что имеет место, когда сильфон распрямляется под действием сил собственной упругости. Если этих сил оказывается недостаточно, то для более быстрого распрямления сильфона может быть применен пружинный экспандер. Для быстроходного средства передвижения имеется также необходимость установить в полости сильфона ниточный ограничитель его растяжения (не показан).On top of a pair of circular cables 4, there is a flexible annular dust-proof tape 17, which comes into continuous sliding contact with the edge folds 18 of the covers 13, which together with the said tape, protect the mechanism from dirt and dust. Supporting elements 19 are located on top of the dust-proof tape 17. They are made in the form of flexible pneumatic cushions with a cord bi-directional reinforcement. In this case, they are in the form of a conical bellows. The lower wall of the bellows cavity is formed by a metal cover 20 covering the roller 1. The cover 20 is attached to the axis 2 by means of lugs. In the upper part of the cover 20 there is an automatic valve 21 that allows air to pass only into the inside of the bellows, which occurs when the bellows is straightened under the action of its own elastic forces. If these forces are insufficient, a spring expander can be used to expand the bellows more quickly. For a high-speed vehicle, there is also a need to install in the cavity of the bellows a thread limiter for its extension (not shown).

Работает данный конструктивный вариант предлагаемого устройства следующим образом. Двигатель 11 посредством шестерен 22, взаимодействующих с зубчатыми венцами 23, закрепленными на обоих задних шкивах 5 приводит шкивы в синхронное вращение, которое через цевочные пазы 24 передается на оси 2, на которых закреплены опорные элементы 19. При этом те опорные элементы, которые в данный момент времени находятся внизу, передают усилие на землю, создавая тягу. Торможение создается за счет рекуперативного режима электродвигателя. Рулевое управление транспортным средством в двухколейном варианте исполнения осуществляется дифференциальным моментом электродвигателей правой и левой колеи. При этом, в отличие от гусеничного движителя, здесь при движении по кругу практически не возникает силового проскальзывания опорных элементов 19 относительно земли, т.к. пневматические подушки могут деформироваться и компенсировать возникающую при этом разность скоростей. Легкое не силовое проскальзывание возникает только в момент периодического снятия нагрузки с данного опорного элемента при его отрыве от земли.This constructive version of the proposed device works as follows. The engine 11 by means of gears 22 interacting with the gear rims 23 fixed on both rear pulleys 5 drives the pulleys into synchronous rotation, which is transmitted through the pin grooves 24 on the axles 2, on which the supporting elements 19 are fixed. moment in time are at the bottom, transmit force to the ground, creating thrust. Braking is created by the regenerative mode of the electric motor. The steering of the vehicle in the two-track version is carried out by the differential torque of the electric motors of the right and left track. At the same time, in contrast to the caterpillar mover, here, when moving in a circle, there is practically no force slippage of the support elements 19 relative to the ground, because air bags can deform and compensate for the resulting speed difference. Light non-force slip occurs only at the moment of periodic removal of the load from this support element when it is lifted off the ground.

Пневматическая подушка 19 в верхнем состоянии не имеет избыточного давления. При переходе в рабочую зону она сжимается и давление в ней повышается до величины порядка 1 ати, что обуславливается конструктивным назначением среднего коэффициента сжатия ее объема. При этом не возникает проблем с гистерезисным трением оболочки при большом ходе ее деформирования, т.к., в отличие от шины колеса, здесь за счет наличия гофр имеется конструктивная возможность существенно уменьшить сдвиговые деформации элементов оболочки и уменьшить проскальзывание протекторной зоны в пятне контакта с дорогой. (У автомобильной шины решение этих проблем осложняется функций качения, от которой опорные подушки 19 избавлены.) Утечки воздуха, возникающие в фазе сжатия, компенсируются при каждом распрямлении оболочки за счет втекания воздуха через автоматический клапан 21.The air bag 19 in the upper state has no overpressure. When moving to the working area, it is compressed and the pressure in it rises to a value of the order of 1 atm, which is due to the design purpose of the average compression ratio of its volume. At the same time, there are no problems with the hysteresis friction of the shell with a large course of its deformation, because, in contrast to the wheel tire, due to the presence of corrugations, there is a constructive opportunity to significantly reduce the shear deformations of the shell elements and reduce the slippage of the tread zone in the contact patch with the road ... (In a car tire, the solution to these problems is complicated by the rolling functions, from which the support cushions 19 are spared.) Air leaks occurring in the compression phase are compensated for each time the shell is straightened due to the inflow of air through the automatic valve 21.

Особенно важным преимуществом предлагаемого средства передвижения является его проходимость по глубокому снегу. Это обеспечивается тем, что опорные элементы не сгребают снег, как бульдозер, а просто вкалываются в него, как ноги лошади. При этом они выполняют функцию эффективных грунтозацепов, не разрушающих основную часть снежного покрова по полосе передвижения. Это позволяет преодолевать крутые снежные подъемы и косогоры. Проваливание в снег при этом ограничено пылезащитной лентой 17, которая при этом работает как гусеница. Она также вступает в работу при движении по камням или бурелому. Однако при этом работает режим трения скольжения ленты 17 по краевым отгибам 18 крышек 13, т.е. появляется трение скольжения, величина которого определяется долей веса, приходящейся на сильно выступающие элементы рельефа дороги (камни, бревна и т.п.). Однако, если в зоне скольжения ленты 17 применить например фторопластовое покрытие, то трение в любом случае гусеничного режима движения (т.е. когда пылезащитная лента начинает работать, как гусеница) не превосходит трения лыжного шасси.A particularly important advantage of the proposed vehicle is its cross-country ability in deep snow. This is ensured by the fact that the support elements do not shovel the snow like a bulldozer, but simply drive into it, like the legs of a horse. At the same time, they perform the function of effective lugs that do not destroy the main part of the snow cover along the traffic lane. This allows you to overcome steep snowy climbs and slopes. Penetration into the snow is thus limited by the dust-proof tape 17, which at the same time works like a caterpillar. It also comes into play when driving over rocks or windbreaks. However, in this case, the mode of sliding friction of the tape 17 along the edge folds 18 of the covers 13, i.e. sliding friction appears, the value of which is determined by the proportion of weight attributable to strongly protruding elements of the road relief (stones, logs, etc.). However, if, for example, a fluoroplastic coating is used in the sliding zone of the belt 17, then the friction in any case of the caterpillar mode of movement (i.e., when the dustproof belt starts to work like a caterpillar) does not exceed the friction of the ski chassis.

Скорость движения предлагаемого устройства практически ограничивается только прочностью троса 4, воспринимающего большие центробежные нагрузки от веса роликов при прохождении криволинейных участков рельса. Однако масса ролика 1 невелика. Так для восприятия нагрузки 300 кг, что соответствует нагрузке на колесо легкового автомобиля, ролик 1 может быть выполнен в виде шарикоподшипника №202, масса которого составляет 45 г. Расчетные оценки показывают, что до скорости 100 км в час никаких проблем с прочностью не возникает. Имеются некоторые потери из-за инерционного проскальзывания роликов в дугообразной части рельса. Но, например, при применении данного устройства в легковом автомобиле, потери на проскальзывание роликов составят около 100 Вт на скорости 100 км/ час. При кратковременном режиме работы, например при использовании предлагаемого устройства в качестве шасси самолета, скорость может доведена до 200 км/час.The speed of movement of the proposed device is practically limited only by the strength of the cable 4, which perceives large centrifugal loads from the weight of the rollers when passing the curved sections of the rail. However, the mass of roller 1 is small. So for the perception of a load of 300 kg, which corresponds to the load on a passenger car wheel, roller 1 can be made in the form of a ball bearing No. 202, the mass of which is 45 g. Estimates show that up to a speed of 100 km per hour, no problems with strength arise. There are some losses due to the inertial slip of the rollers in the arcuate part of the rail. But, for example, when this device is used in a passenger car, the slip losses of the rollers will be about 100 W at a speed of 100 km / h. In short-term operation, for example, when using the proposed device as an aircraft landing gear, the speed can be increased to 200 km / h.

Таким образом, сочетание высокой скорости с высокой проходимостью предлагаемого механизма позволит существенно сократить затраты на строительство и обслуживание дорог и аэродромов в северных территориях.Thus, the combination of high speed with high cross-country ability of the proposed mechanism will significantly reduce the cost of building and maintaining roads and airfields in the northern territories.

Claims

1. A roller vehicle containing a plurality of non-driven rollers, the axes of which are connected to the elements of their support on the ground, and also containing a rail interacting with the rollers in rolling mode, characterized in that the axes of these rollers are interconnected by a flexible cable closed in a ring, which covers the pulleys installed on the vehicle body, and the specified rail is made in the form of a rigid closed oval-shaped ring having at least one rectilinear section and fixed to the vehicle body.

2. A roller vehicle according to claim 1, characterized in that said supporting elements of the roller axes are made in the form of flexible pneumatic casings.

3. A roller vehicle according to claim 2, characterized in that said pneumatic shells are equipped with automatic check valves that communicate their cavity to the atmosphere.