ШАГАЮЩИЙ ДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПО МЕСТНОСТИ СО СЛОЖНЫМ РЕЛЬЕФОМ

Полезная модель относится к области транспортной техники и может быть использована для повышения скорости передвижения и профильной проходимости транспортных средств шагающего типа.
Известно шагающее транспортное средство по авторскому свидетельству №2267434, МПК В62Д 57/032, МПК В62Д 57/024 от 23.10.2003, содержащее корпус и шаговый механизм перемещения, выполненный в виде двухсторонних пневмоцилиндров, которые расположены перпендикулярно относительно друг друга и связаны между собой и корпусом. Шаговый механизм перемещения оснащен полыми штоками, концы которых и штоки соответствующих пневмоцилиндров соединены траверсами с размещенными на них выдвижными опорами. Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности поворота корпуса транспортного средства на опорной поверхности.
Известен шагающий движитель по авторскому свидетельству №418366, МПК В62 Д 57/02, от 1972, содержащий корпус, установленный с возможностью возвратно - поступательного перемещения посредством реверсивного привода на продольной штанге, на концах которой смонтированы пары разнесенных выдвижных вертикальных опорных стоек, и, прикрепленную к его нижней части на вертикальном шарнире и связанную с реверсивным приводом поворота, платформу с выдвижными опорными стойками. Недостатком данного движителя является периодичность движения корпуса в результате чего большую часть времени цикла составляет врем, переноса штанги, подъема и опускания опорных стоек.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный шагающий движитель по авторскому свидетельству №823212, МПК В62Д 57/02, от 23.11.78, содержащий корпус и платформу, связанные вертикальным шарниром и реверсным приводом поворота и установленные с возможностью возвратно - поступательного перемещения посредством реверсных приводов на продольных штангах, на концах которых на поперечных балках смонтированы пары разнесенных по ширине выдвижных вертикальных опорных стоек. Верхняя продольная штанга в этом движителе длиннее нижней штанги, а расстояние между наружными крайними точками каждой пары стоек нижней штанги по ширине меньше расстояния между внутренними крайними точками каждой пары стоек верхней штанги. В этом движителе перемещение корпуса и одной из штанг происходит одновременно. Поворот осуществляется только в пределах зазора между верхними и нижними стойками (после того, как стойки верхней и нижней штанг пройдут положение минимального расстояния между ними, иначе произойдет контакт стоек верхней штанги со стойками или с поперечной балкой нижней штанги). Поворот возможен только при остановке корпуса посередине штанг.
Недостатком данной конструкции является то, что расстояние между стойками каждой пары верхней штанги ограничивает угол поворота штанг во время перемещения корпуса и штанги. Чем длиннее штанги, тем меньше угол поворота, а, следовательно меньше возможность маневрирования между вертикальными препятствиями и профильная проходимость. Чем штанги короче в известном движителе, тем больше разность времени их перемещения, и корпус, пройдя по короткой штанге должен остановиться и ждать окончания перемещения длинной штанги, что наряду с остановками корпуса на подъем и опускание выдвижных опорных стоек, уменьшает среднюю скорость передвижения транспортного средства.
Техническая задача заключается в повышении скорости передвижения транспортного средства за счет сокращения остановок корпуса, как при повороте, так и при перемещении.
Техническим результатом заявленной конструкции шагающего движителя для перемещения по местности со сложным рельефом является создание новой конструкции исключающей возможность контакта элементов движения при повороте транспортного средства во время перемещения корпуса и штанг, что позволяет автоматизировать процесс поворота транспортного средства во время движения, и сокращает время остановок корпуса при передвижении (вплоть до их исключения).
Указанный технический результат достигается тем, что между корпусом и платформой шагающего движителя, содержащего корпус смонтированный с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством реверсивного привода на верхней горизонтальной штанге, на концах которой смонтированы пары поперечно разнесенных выдвижных вертикальных опорных стоек, и прикрепленную к его нижней части на вертикальном шарнире, связанную с реверсивным приводом поворота платформу, снабженную дополнительной горизонтальной штангой, связанной с приводом ее возвратно-поступательного перемещения, при этом опорные стойки платформы прикреплены к дополнительной штанге аналогично стойкам штанги корпуса, а расстояние между наружными крайними точками пары стоек нижней штанги меньше расстояния между внутренними крайними точками каждой пары стоек верхней штанги, расположен механизм поворота состоящий из зубчатой рейки расположенной параллельно верхней штанге и находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, которое жестко связано вертикальной осью с центральным колесом, внутреннего зацепления которое через сателлиты, оси вращения которых установлены на водиле, находится в зацеплении с центральным колесом внешнего зацепления, ось которого жестко закреплена в платформе, и является осью вращения водила, связанного с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с шестерней установленной на роторе электродвигателя управления, закрепленного на платформе.
Причем расстояние между парами опорных стоек, смонтированных на концах продольных штанг, на обеих штангах одинаково.
При этом между верхней штангой и корпусом, а также между дополнительной штангой и платформой, установлены, потенциометрические датчики их относительного положения.
Кроме того, на каждой из опорных стоек установлен потенциометрический датчик величины выдвижения опорных стоек, на нижних концах опорных стоек установлены датчики касания опорной поверхности.
Кроме того, между центральными колесами редуктора и установлен датчик относительного углового перемещения штанг, в виде инкрементального энкодера.
На фиг.1 изображен общий вид шагающего движителя; фиг.2 -изображена кинематическая схема механизма поворота; фиг.3 - стадии поворота при движении транспортного средства; на фиг.4 - стадии перемещения элементов движителя при безостановочном перемещении корпуса.
Шагающий движитель (фиг.1), содержащий корпус 1 смонтированный с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством реверсивного привода 2 на верхней горизонтальной штанге 3, которая выполнена в виде направляющей 4 и винта 5, на концах которой смонтированы пары поперечно разнесенных выдвижных вертикальных опорных стоек 6, причем расстояние между парами опорных стоек, на обеих штангах одинаково, с реверсивными приводами 7. И прикрепленную к нижней части корпуса 1, связанную с реверсивным приводом поворота 8 платформу 9, снабженную дополнительной горизонтальной штангой 10, связанной с приводом ее возвратно-поступательного перемещения 11. Опорные стойки 6 платформы 9 прикреплены к дополнительной штанге 10 аналогично стойкам 6 верхней штанги, а расстояние между наружными крайними точками пары стоек дополнительной штанги меньше расстояния между внутренними крайними точками каждой пары стоек верхней штанги 10. На корпусе 1, установлены переключатели 12 направления перемещения корпуса 1 и платформы 9 относительно верхней 3 и дополнительной 10 штанг. Между корпусом 1 и платформой 9 расположен механизм поворота 13, состоящий из (фиг.2) зубчатой рейки 14 расположенной параллельно верхней штанге 3 и находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 15, которое жестко связано вертикальной осью 16 с центральным колесом внутреннего зацепления 17, которое через сателлиты 18, оси вращения которых установлены на водиле 19, находится в зацеплении с центральным колесом внешнего зацепления 20, ось 21 которого жестко закреплена в платформе 9, и является осью вращения водила 19, связанного с зубчатым колесом 22, которое входит в зацепление с шестерней 23 установленной на роторе электродвигателя управления 4, закрепленного на платформе 9. Таким образом зубчатые колеса подобраны таким образом, что угловая скорость поворота и скорость вращения электродвигателя управления имеют следующую зависимость:
,
где:
2
r - радиус делительной окружности зубчатого колеса внутреннего зацепления
3
r - радиус делительной окружности сателлитов
4
r - радиус делительной окружности центрального колеса связанного с дополнительной штангой
5
r - радиус делительной окружности зубчатого колеса связанного с водилом
V- скорость перемещения корпуса относительно штанги
ω - угловая скорость центрального колеса связанного с дополнительной штангой
0
ω - угловая скорость ротора электродвигателя управления Также расстояние между парами опорных стоек 6, на обеих штангах одинаково.
Между верхней штангой 3 и корпусом 1, а также между дополнительной штангой 10 и платформой 9, установлены, потенциометрические датчики их относительного положения 23.
На каждой из опорных стоек 6 установлен потенциометрический датчик величины выдвижения опорных стоек 24, на нижних концах опорных стоек 6 установлены датчики касания опорной поверхности 25.
Между центральными колесами редуктора 17 и 20 установлен датчик относительного углового перемещения штанг, в виде инкрементального энкодера 26.
Шагающий движитель работает следующим образом.
При движении опорные стойки 6 верхней штанги 3 стоят на опорной поверхности, опорные стойки дополнительной штанги 10 подняты, реверсивные приводы 2 и 11 вращают винты 5, происходит перемещение корпуса 1 относительно штанги 3, и одновременно происходит перемещение дополнительной штанги 10 относительно платформы 9. Зубчатое колесо 15 движется по зубчатой рейке 14, передавая момент вращения через ось 16 на центральное колесо внутреннего зацепления, которое передает момент на сателлиты 18, которые обкатываясь вокруг центрального колеса внутреннего зацепления 20 вращают водило 19 и, связанное с ним зубчатое колесо 22, которое вращает шестерню 23 связанную с ротором электродвигателя управления 8. При достижении дополнительной штангой крайнего положения (точка А фиг.4) срабатывает переключатель 12. Происходит реверс привода продольных перемещений 11 и включаются привода 7 на выдвижение стоек 6 дополнительной штанги. Поскольку в это время корпус 1 движется вперед по верхней штанге 3, то горизонтальная составляющая абсолютной скорости опор 6 относительно опорной поверхности равна нулю.
При срабатывании датчиков 25, выдвижение стоек 6 дополнительной штанги 9 прекращается (точка Б фиг.4), и начинается подъем стоек 6 верхней штанги с одновременным горизонтальным перемещением. По достижении стойкой крайнего верхнего положения срабатывают датчики 24 и подъем прекращается. По достижении верхней штангой крайнего положения (точка Е фиг.4), происходит реверс привода 2 и ускоренное перемещение верхней штанги вперед (точка А фиг.4). Далее перемещения верхней штанги происходят аналогично перемещениям нижней штанги.
При повороте движетеля (фиг.3) во время движения по датчику 26 определяется положение разворота штанг 3 и 10, и при отклонении их от оси параллельности включается привод поворота 8 до срабатывания датчика 26 в среднем положении.
После получения сигналов от датчиков 24 прохождения положения минимального расстояния между стойками 6 верхней и нижней штанг, включается привод поворота 8 и производится разворот штанг 3 и 10 в необходимую сторону. Максимально возможный угол поворота ограничивается датчиком 26. При его срабатывании привод 8 отключается. Все эти операции могут выполняться как вручную - по сигналам датчиков, так и с помощью автоматизированной системы управления.