UA133055U

UA133055U - A METHOD OF AVOIDING THE TURNING OF WHEEL MACHINES ON SILLES AND TURNS

Info

Publication number: UA133055U
Application number: UAU201809589U
Authority: UA
Inventors: Олександр Васильович Лісовецький
Original assignee: Олександр Васильович Лісовецький
Priority date: 2018-09-24
Filing date: 2018-09-24
Publication date: 2019-03-25

Abstract

Спосіб запобігання від перевертання колісних машин на схилах та поворотах включає зменшення вертикальних прискорень до значення меншого за критичне за допомогою демпфуючих елементів. Демпфуючі елементи виконують у вигляді двороторної системи генератор-гіроскоп з двома режимами роботи, а управління роботою системи у кожному з режимів та переходів режимів з одного на інший здійснюють за допомогою бортового комп'ютера.A method of preventing wheeled vehicles from turning on slopes and turns involves reducing the vertical acceleration to less than the critical value by using damping elements. The damping elements are made in the form of a two-rotor system, a gyro generator with two modes of operation, and control the operation of the system in each of the modes and transitions of modes from one to another by using an on-board computer.

Description

Корисна модель належить до галузі транспортного машинобудування і може бути використаний для підвищення безпеки при пересуванні колісних машин при русі по нерівностях, схилах та крутих поворотах.The utility model belongs to the field of transport engineering and can be used to improve the safety of moving wheeled vehicles when moving on bumps, slopes and sharp turns.

Відомий спосіб підвищення поперечної стійкості колісних машин зниженням динамічних навантажень оператором (Болдовский В.Н., Клец Д.М. Разработка системьії контроля ускорений тяговотранспортньїх средств //Вісник КІПУ, Вип. 18. - Сімферополь, 2009. - С. 42-44). Згідно з вказаним способом, при робочому ході машини за допомогою датчиків, встановлених на машині, вимірюють її вертикальні прискорення. При досягненні значення прискорення більшого, ніж задане як граничне, вмикається сигналізація для сповіщення оператора про можливість перекидання. Оператор своїми діями з керування знижує динамічні навантаження на машину.There is a known method of increasing the lateral stability of wheeled vehicles by reducing dynamic loads by the operator (Boldovsky V.N., Klets D.M. Development of the control system of accelerated traction transport means // Bulletin of KIPU, Issue 18. - Simferopol, 2009. - P. 42-44) . According to the specified method, when the machine is running, its vertical accelerations are measured using sensors installed on the machine. When the acceleration value is greater than the limit value, an alarm is activated to notify the operator about the possibility of overturning. The operator reduces the dynamic loads on the machine by his control actions.

Недоліком способу є необхідність втручання у процес оператора.The disadvantage of the method is the need to intervene in the process of the operator.

Відомий спосіб підвищення поперечної стійкості колісних машин шляхом зниження динамічних навантажень, зменшенням вертикальних прискорень за допомогою демпфуючих елементів (Патент України на кор. мод. Мо 63494, МПК ВбОМУ 30/02, 2011 р.|. Згідно з вказаним способом, під час руху колісної машини зі складаною рамою нерівностями виникають динамічні навантаження через наявність взаємного переміщення задньої та передньої піврам у вертикальній площині. Встановлені демпфуючі елементи створюють зусилля, які спрямовані на вирівнювання положення піврам та зменшення вертикальних прискорень до значення, меншого за критичне прискорення, дозволяючи підвищити поперечну стійкість таких машин під час руху нерівностями. Недоліком способу є відсутність інформованості оператора та неможливість його втручання у процес.There is a known method of increasing the transverse stability of wheeled vehicles by reducing dynamic loads, reducing vertical accelerations with the help of damping elements (Patent of Ukraine on cor. mod. Mo 63494, IPC VbOMU 30/02, 2011. According to the specified method, during the movement of the wheeled vehicle machines with a folding frame, dynamic loads arise due to the presence of mutual movement of the rear and front half-frames in the vertical plane. The installed damping elements create forces aimed at equalizing the position of the half-frames and reducing vertical accelerations to a value less than the critical acceleration, allowing to increase the lateral stability of such machines during movement over unevenness. The disadvantage of the method is the lack of awareness of the operator and the impossibility of his intervention in the process.

Найближчим аналогом є спосіб захисту колісних машин із складаними рамами від перевертання на схилі, що полягає у зменшенні вертикальних прискорень до значення, меншого за критичне, при цьому таке зменшення здійснюється оператором на основі інформації, наданої системою давачів вертикальних прискорень шляхом переходу на інші режими роботи (Патент України на кор. мод. Мо 72515, МПК ВбОМУ 30/04, 2012 р.|.The closest analogue is the method of protecting wheeled machines with folding frames from overturning on a slope, which consists in reducing vertical accelerations to a value less than critical, while this reduction is carried out by the operator on the basis of information provided by the system of vertical acceleration sensors by switching to other operating modes ( Patent of Ukraine for the modern model, Mo. 72515, IPC VbOMU 04/30, 2012 |

Суттєвим недоліком такого способу є наявність суб'єктивного фактору, а саме: швидкість реакції водія на отриманий ним сигнал від давача вертикальних прискорень, крім того, система, що реалізує такий спосіб не комп'ютеризована, а тому її демпфуючі елементи не мають достатньої швидкості дії. До недоліків такого способу слід віднести і обмеженість кола користувачів тому, що спосіб може бути використаний лише для машин зі складеними рамами.A significant disadvantage of this method is the presence of a subjective factor, namely: the speed of the driver's reaction to the signal he received from the vertical acceleration sensor, in addition, the system that implements this method is not computerized, and therefore its damping elements do not have a sufficient speed of action . The disadvantages of this method include the limited range of users because the method can only be used for machines with folded frames.

Задача корисної моделі є підвищення стійкості колісного транспорту в екстремальних умовах руху та запобігання перевертанню шляхом комп'ютеризації системи, що реалізує процес руху в екстремальних умовах.The task of the useful model is to increase the stability of wheeled transport in extreme driving conditions and prevent overturning by computerizing the system that implements the driving process in extreme conditions.

Поставлене задача вирішується тим, що спосіб запобігання від перевертання колісних машин на схилах та поворотах, що полягає у зменшенні вертикальних прискорень до значення меншого за критичне за допомогою демпфуючих елементів, згідно з корисною моделлю, демпфуючі елементи виконують у вигляді двороторної системи генератор-гіроскоп з двома режимами роботи, а управління роботою системи у кожному з режимів та переходів режимів з одного на інший здійснюють за допомогою бортового комп'ютера.The task is solved by the fact that the method of preventing wheeled vehicles from overturning on slopes and turns, which consists in reducing vertical accelerations to a value less than critical with the help of damping elements, according to a useful model, the damping elements are performed in the form of a two-rotor generator-gyroscope system with two operating modes, and control of system operation in each of the modes and transitions from one mode to another is carried out with the help of an on-board computer.

Спосіб запобігання від перевертання колісних машин здійснюють таким чином.The method of preventing wheeled vehicles from overturning is carried out as follows.

Під час руху колісної машини по нерівностях, схилах або при поворотах виникають крім лінійних, горизонтальних, змінних за величиною навантажень, динамічні навантаження і у вертикальній площині, які й визначають можливість (неможливість) перевертання колісної машини. Для їх регулювання встановлюють систему, до складу якої вводять бортовий комп'ютер як демпфуючий різкі зміни навантажень елемент та систему: гіроскоп та двороторний генератор з двома режимами роботи. За сигналом про зміну вертикальних навантажень від давача, що поступає у бортовий комп'ютер, система двороторний генератор-гіроскоп шляхом зміни нахилу її осі та одночасного динамічного навантаження на будь-яке з чотирьох коліс транспортного засобу здійснює регулювання усіх динамічних навантажень. Для здійснення такого регулювання (зменшення вертикальних прискорень до значення меншого за критичне) ротори двороторного генератора у кінематичній частині схеми регулювання обертаються у протилежних напрямках, компенсуючи імпульсні ривки гіроскопу. Таким автоматизованим регулюванням створюють умови для зміни режиму руху у колісній машині (наприклад, її гальмування), а завдяки зміні осі нахилу системи двороторний генератор-гіроскоп унеможливлюють нахил корпусу більший за критичне, чим і підвищують стійкість у екстремальних умовах руху.During the movement of a wheeled vehicle on bumps, slopes or during turns, in addition to linear, horizontal, variable loads, dynamic loads also occur in the vertical plane, which determine the possibility (impossibility) of overturning of the wheeled vehicle. To regulate them, a system is installed, which includes an on-board computer as an element that dampens sudden changes in loads and a system: a gyroscope and a two-rotor generator with two modes of operation. According to the signal about the change of vertical loads from the sensor entering the on-board computer, the two-rotor generator-gyroscope system adjusts all dynamic loads by changing the inclination of its axis and the simultaneous dynamic load on any of the four wheels of the vehicle. To carry out such regulation (reduction of vertical accelerations to a value less than critical), the rotors of the two-rotor generator in the kinematic part of the regulation scheme rotate in opposite directions, compensating for pulse jerks of the gyroscope. Such automated regulation creates conditions for changing the driving mode of the wheeled machine (for example, its braking), and thanks to the change of the tilt axis of the system, the two-rotor generator-gyroscope makes it impossible to tilt the body greater than the critical one, which increases stability in extreme driving conditions.

Запропонований спосіб може бути віднесений до технологій подвійного призначення, тому що у кінематичній частині схеми, яка реалізує цей спосіб, система: двороторний генератор- бо гіроскоп, що змонтована під нижньою ділянкою конструкції транспортного засобу, наприклад, у позашляховиках (армійських машинах), спроможна захистити екіпаж від вибухової хвилі завдяки тому, що центробіжна сила нижнього ротору двороторного генератора спрямовує таку хвилю радіально у горизонтальній площині.The proposed method can be attributed to dual-purpose technologies, because in the kinematic part of the scheme that implements this method, the system: a two-rotor generator-gyroscope mounted under the lower part of the vehicle structure, for example, in off-road vehicles (army vehicles), is able to protect the crew from the blast wave due to the fact that the centrifugal force of the lower rotor of the two-rotor generator directs such a wave radially in the horizontal plane.

Крім зазначеного, демпфуюча система суттєво скорочує тормозний шлях, чим також сприяє безпеці екіпажу.In addition to the above, the damping system significantly shortens the braking distance, which also contributes to the safety of the crew.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA The method of preventing wheeled vehicles from overturning on slopes and turns, which consists in reducing vertical accelerations to a value less than critical with the help of damping elements, which is distinguished by the fact that the damping elements are performed in the form of a two-rotor generator-gyroscope system with two modes of operation, and management of system operation in each of the modes and transitions from one mode to another is carried out with the help of an on-board computer.