САМОХОДНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Известно четырехколесное самоходное транспортное средство, содержащее мотор-колеса, управление которых осуществляется скоростью регулирования мотор-колес (автор: Русин Л.П., свидетельство №759383, кл. B62D 9/00, 1972). В данном транспортном средстве обеспечена однозначность между заданным и фактическим значениями частот вращения мотор-колес.
Недостатками данного транспортного средства являются: сложная система управления; применение в приводе малоиспользуемых в автомобилестроении линейных двигателей, характеризуемых большими электрическими и магнитными потерями в сравнении с другими электродвигателями; отсутствует силовое и кинематическое следящее действие, т.е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту; значительное скольжение колес по опорной поверхности при повороте с малыми радиусами, а также при входе в поворот и выходе из поворота; необходимость создания достаточной силы тяги ведущих колес, способной преодолеть, возросшую в сравнении с прямолинейным движением силу сопротивления движению; отсутствие системы обеспечения курсовой устойчивости машины при заносе; наличие увода передних и задних колес транспортного средства оказывающее существенное влияние на кинематику поворота.
Задачей предложения является повышение эффективности управляемости и маневренности транспортного средства за счет применения самоустанавливающейся опоры, совершенствования системы управления и применения системы курсовой стабилизации.
На рисунке представлена схема самоходного устройства с шаровой самоустанавливающейся опорой.
Самоходное транспортное средство, содержит платформу 1, ходовую часть в виде мотор-колес 2 и 3, блок управления 4, датчик правого поворота 5, датчик прямолинейного движения 6, датчик левого поворота 7, датчик скорости и направления движения транспортного средства 8, регуляторы скорости движения транспортного средства 9, 10, датчики оборотов мотор-колес 11, 12, самоустанавливающуюся опору 13, регистраторы углов поворота самоустанавливающейся опоры 14, 15, 16, рулевое колесо 17, датчик угла поворота рулевого колеса 18, электротормоз 19, педаль скорости движения 20, переключатель направления движения 21, переключатель разворота 22, датчик разворота 23, источники питания 24, 25.
Система курсовой стабилизации состоит из самоустанавливающейся опоры 13 и регистраторов углов поворота опоры 14, 15, 16, соединенных с блоком управления 4 через соответствующие датчики 5, 6, 7 поворота рулевого колеса 17.
Самоходное транспортное средство работает следующим образом.
При прямолинейном движении механическое перемещение педали скорости движения 20 преобразуется датчиком скорости и направления движения 8 в управляющий сигнал, который поступает на вход VI блока управления 4, формирующий управляющие сигналы равной величины на выходах IV и V, которые передаются через регуляторы скорости 9 и 10 на мотор-колеса 2 и 3, обеспечивая их вращение с равными скоростями. В зависимости от величины управляющего сигнала, регуляторы скорости увеличивают или уменьшают силу тока в цепи «источник питания - мотор-колесо». При изменении нагрузки скорость транспортного средства остается постоянной, соответствующей сигналу управления. Это достигается введением отрицательных обратных связей, сформированных датчиками оборотов мотор-колес 11 и 12.
Регистрация угла поворота рулевого колеса производится датчиком угла поворота рулевого колеса 18, создание необходимого усилия на рулевом колесе для обеспечения следящего действия - электротормозом 19, соединенным с датчиками оборотов мотор-колес 11, 12.
При осуществлении поворота направо механический поворот руля управления 17 преобразуется датчиком угла поворота рулевого колеса 18 в электрический сигнал, который поступая на правый вход I блока управления 4, увеличивает управляющее воздействие на IV выходе блока управления и одновременно уменьшает на столько же воздействие на V выходе. Это приводит к тому, что мотор-колесо 2 начинает вращаться с большей частотой, чем мотор-колесо 3. Аналогично выполняется поворот налево.
Соответствие управляющего воздействия дорожным условиям обеспечивается регуляторами скорости вращения мотор-колес 9 и 10. Контроль качества регулирования по отклонению управляемого параметра от заданного обеспечивается замкнутостью системы регулирования с отрицательной обратной связью. В цепь обратной связи включены датчики оборотов мотор-колес 11, 12.
Силовое и кинематическое следящее действие рулевого управления обеспечивается электротормозом 19 вращения рулевого колеса, соединенным с датчиками оборотов мотор-колес 11, 12. Усилие тормоза зависит от разности частот вращения мотор колес левого и правого бортов. Чем больше разность частот, тем круче поворот, тем больше усилие на тормозе и соответственно на рулевом колесе.
Движение транспортного средства задним ходом осуществляется переключателем направления движения 21. Это воздействие преобразуется датчиком скорости и направления движения 8 в электрический сигнал, который поступает на вход VI блока управления, выходы IV и V блока управления, входы регуляторов оборотов мотор-колес 9, 10. В регуляторах скорости мотор-колес 9 и 10 изменяется полярность сигналов, что приводит к вращению в обратную сторону мотор-колес.
Стабилизацию прямолинейного движения, заноса и поворота обеспечивают регистраторы угла поворота самоустанавливающейся опоры 14, 15, 16, фиксирующие изменение угла самоустанавливающейся опоры 13 относительно продольной оси транспортного средства. При постоянном угле поворота рулевого колеса 17 угол поворота самоустанавливающейся опоры 13 относительно продольной оси будет постоянен. В случае изменения угла установки опоры 13 вследствие внешнего возмущающего воздействия от регистраторов 14, 15, 16 на датчики 5, 6, 7 подается дополнительный сигнал, корректирующий частоты вращения мотор колес в целях стабилизации движения в заданном направлении.
Разворот на месте осуществляется переключателем 22, соединенным через датчик 23 с регуляторами скорости 9, 10 мотор-колес 2, 3. В зависимости от положения переключателя сигнал управления, поступающий на вход регулятора оборотов 9, 10 меняет полярность подключения одного из двигателей мотор-колес. Это приводит к тому, что мотор-колесо 2 левого борта вращается в обратном направлении по сравнению с мотор-колесом 3 правого борта, в результате чего происходит разворот транспортного средства.
По сравнению с прототипом, предлагаемое самоходное транспортное средство имеет следующие преимущества:
1. Обеспечивает силовое и кинематическое следящее действие, т.е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту.
2. Применение самоустанавливающейся опоры обеспечивает:
- минимальное скольжение колес по опорной поверхности при повороте с малыми радиусами;
- выполнение поворота с силой тяги, равной силе тяги прямолинейного движения;
- увод только мотор-колес, т.к. самоустанавливающаяся опора движется без увода;
- большую точность кинематики поворота.
4. Данное транспортное средство имеет систему стабилизации прямолинейного движения и поворота.
5. В силовом приводе транспортного средства возможно использование всех типов электродвигателей.