МАШИНА
MACHINE

Изобретение относится к машиностроению, использованию в транспорте, энерго, -влаго, -ресурсосбережению, строительству, может быть использовано для уборки плодов, ремонта электролиний, шахт и коррекции ледников.
Уровень технологий и техники характеризуется тем, что машины для обслуживания домов, лесов, полей, шахт транспортировки снега и различных грузов разобщены, мало энергоэффективны.
Известны машины (пат. №2337851 А.С. 1833970 А1), которые шагают. Например, агромашина (пат. 2342821 С) управлением с внешней стороны и с контуром защиты. Применение проката высокой готовности деталей /пат. 2264320/. Управление энергопотоками. Обработка почвы в любое время и холодоспелой земли, биоспелой и регулирование спелости поливом известно /пат. 2226326/.
Известные способы и средства не могут обслуживать дома, очищать от снега и сосулек, убирать плоды, ремонтировать электролинии, ходить по вертикали, возить грузы, эффективно использовать городской снег вне города.
Цель изобретения - устранение недостатков и повышение эффективности.
Это достигается тем, что
1. Машина содержит рабочие органы для уборки снега, сосулек, плодов и руки с приводом для шагания и подъема.
2. Гидроподъемник, привод передней оси, рук и шагающих рабочих органов соединены.
3. Привод имеет рейки-прокаты с лунками или прямоугольные вырезы сцепления.
4. Машина содержит многофункциональные шагающие рабочие органы для уборки, посева и полива за один проход.
5. Машина имеет лопату-сани, стенку и привод их шагания.
6. Волокуши и грабли соединены с шагающим приводом, колеса передней оси прижимают к стенке задней осью и поднимают вверх до начала шагания ногами, затем отключают от двигателя и шагают по окнам.
7. После шагания по вертикали рабочими органами сбивают сосульки.
8. Шагают по столбам, деревьям, стволам шахт коромысловой руки, ледника.
9. Санями в виде лопаты собирают снег, нагружают, перевозят, выгружают в реки, овраги.
10. Строят и очищают дороги из снега для саней на железной дороге, реке, озере, склонах шаганием рабочих органов вдоль и поперек.
11. Снег с улиц города в оврагах и/или реках с или без плотин и дамб задерживают и используют на полях шагающими многофункциональными рабочими органами.
12. Стерню, травы, солому, листья городских деревьев с водой и известью используют для повышения плодородия и урожая без диоксинов, внесением в почву торфа или при обработке холодоспелой почвы.
Холодостойкие семена сеют с и без удобрений в период холодо-энергоспелости почвы с и без отрыва колес от земли, ногами с и без шагания рабочих органов и повышают энергоэффективность использования биоклиматического потенциала всех /и горной/ зон земли. Работу рук, ног, рабочих органов и колес совмещают, сочетают, очувствляют и оценивают биокибернетической эффективностью, снижают число исполнителей, преобразуют передаточные функции в передаточные числа - облегчают познавательное, конструктивное, технологическое и эксплуатационное упрощение. Шагание вдоль и поперек поочередно снижают и прекращают, лопатой и стенкой загружают машину и совмещают процессы сбора, погрузки торфа и других материалов.
В графической части на фиг.1 изображена схема перемещения рабочих органов для уборки снега, среза сосулек, на фиг.2 - схема подъемника опор и привода руки, ноги, саней для самой руки и разгрузки или шагания рабочих органов, на фиг.3 - схема старта шагания по окнам путем подъема передней оси от и толкания задней осью до начала работы рук /ног/ на окнах; на фиг.4 - схема руки на дереве, столбе; на фиг.5 - схема руки на опоре; на фиг.6 - схема руки в стволе шахты, колодца; на фиг.7 - схема шагания саней-поездов и рабочих органов на дороге, канале, поле и склоне. В овалах на фиг.2 и 3 показаны формы реек-прокатов привода, аналогичного цепной передаче.
Агрегат машины содержит много цепей управления.
Агрегат содержит колеса 1 (фиг.1, 2, 3, 4) передней оси, продольную 2 и поперечную 3 штанги-носители рабочих органов 4 для уборки снега и сосулек, цилиндр 5 гидросистемы, привод 6 в виде звездочек и реек управления опорами, одна из которых в виде лопаты-саней 7 служит для перевозки снега и различных грузов в зависимости от возов. Стенка 8 может работать: перемещаться вперед, назад в зависимости от настройки ограничителя 9. Руки (ноги) 10 могут перемещаться /шагать/ по окнам, руки 11 - по деревьям (столбам), стволам шахты, ноги и руки 10, 11 имеют различную форму дуги-коромысла с пружиной 12 раскрытия и закрытия упором при шагании по дереву 13, столбу 13, стволу шахты 13 колодца 13, части прямоугольника, прямой и т.д. по вертикали. При заднем ходе, опускании вниз избыток энергии нужно утилизовать известными способами/электрическим, гидравлическим, и т.д. или уничтожать тормозами.
Для оператора установлена кабина 14 с оборудованием для работы, управления. Машина шагает по ледникам и убирает опасные участки до начала катастрофы. Вертикалоход с рабочими органами 4 для уборки снега, сосулек, плодов, ягод в рукав осторожно опускает 90% и 10%, встряхивая через рукав в улавливатель. Рабочие органы для уборки снега и сосулек с крыш на земле имеют защитную зону. Уборка снега санями-лопатой 7 совместима с перевозкой.
Уборка снега санями 7, погрузка и выгрузка стенкой 8 зависят от настройки ограничителя 9. На санях можно возить цистерны, много возов для различных грузов, эвакуированные  машины и т.д.
Плита саней 7 шагающего хода имеет ребра прочности и курсовой устойчивости. Они снижают боковое сползание при крене и повороте, регулируют давление, таяние от трения, снижают сопротивление. При малой грузоподъемности полозки и сани поднимаются для выгрузки снега в реку через береговую ограду или строительства снежной дороги.
Привод в виде рейки 6 имеет звездочку и полоску проката. Прокат реек в виде полосок с лунками или (показано в овалах фиг.2, 3), квадратиками, прямоугольниками имеет сечение и разрывную силу, превышающую в десятки раз силы цепи. Мостики облегчают реверс, а канат или трос сообщает шагающее движение в четыре стороны. Привод 6 ног (рук), рабочих органов, саней шагающего хода сообщает им реверсивное движение.
Поднять ось, оторвать от земли для преодоления ям, бугров можно при перевозке грузов, переезде через препятствия, изменении санного хода на колесный. Сани 7 в виде лопаты врезаются в снег, сами нагружаются при шагании, собирают снег, нагружают, перевозят в желаемом направлении, затем движением лопаты и стенки вытягивают лопату. Разгружается снег в реку, овраг и т.д. и повторяется работа.
Санная лопата 7 с подвижной стенкой 8 и приводом шагания совмещает функции уборки снега, погрузки, перевозки, создания снежной дорожки к месту разгрузки, разгрузки, т.е. упрощает технологии и технические средства и повышает многократно производительность человека, техники. Толкающая сила 0,5 силы тяжести от задней оси и подъемная сила передней оси - половина толкающей силы задней оси и сила цилиндра 5, приведенная к оси и зависящая от груза. В начале подъема передней оси они работают вместе.
По мере подъема возрастает толкающая сила задней оси, облегчается подъем передней, возникает момент продольного опрокидывания и сцепляется нога с окном. Колеса передней оси разгружаются от силы тяжести и начинают буксовать, а это ведет к действию ноги на окно. Привод колес задней оси отключается в момент начала действия ног. Эта связь - основа автоуправления. Таким образом передок включен всегда, колеса заднего моста отключаются от мотора в начале работы ноги. Остановка на тормозе-фиксаторе повышает надежность.
Опрокидывание исключается силой отогнутой руки шагания по окнам, отключением привода колес в начале работы рук и противодействием машины задней навески. Варианты шагания по лестнице и подъема лифтом действуют через окно и исключают поломку стекол и шагание по окнам.
Толкающая сила колес задней оси прижимает колеса переднего моста к стене и они создают подъемную силу и поднимаются. Руки 10 сцепляются за окна и создают вертикальную скорость шагания. При обратном шагании вниз колеса задней оси отходят от стенки, передние опускаются на землю и безопасно преобразуют вертикальную скорость в горизонтальную. Переход от движения по земле к движению по вертикали и обратно облегчает работу рабочих органов на земле, снегу, льду и под крышей при сбивании сосулек.
Граблина для силы лопаты 7, стенка 8 могут перемещаться, шагать вдоль и поперек дороги, очищать ее, строить дороги, террасировать склоны, собирать и транспортировать снег, лед, зерно, торф силос, солому, сено перемещают и грузят санями-волокушами-граблинами. Скругление и изгиб рук 11 вбок и вниз для охвата дерева, столба и окон, ширина которых отличается, скручивание в пространстве способствует отводу от веток, проводов, столба и труб, сушилок белья на окнах и других препятствий, недостаточно приспособленных технологий и техники. При необходимости смещают веревки, лезвия срезают, ломают стекла, если окна не открываются ногами и руками, возможно оснащение рук и ног инструментами.
Ноги 10, руки 11, внутренней стороной контактирующей со стволом, столбом, стеклом, окном, в некоторых вариантах можно покрыть защитным слоем резины или иного материала, происходит улучшение трения снижением шума и давления на неровности.
Перемещение инструментов для удаления сосулек в обе стороны /много сосулек/ возможно фрезой, вибратором, молотком из двух лыж, поворотом рейки реверсивного хода.
Льдодорогостроитель, снегодорогостроитель на земле и сбиватель сосулек ручного и дистанционного действия - вариант и для тушения пожаров. Он обеспечивает отрыв передней оси от земли для старта с земли, повышает вертикальную скорость /разгон/. Над передней осью установлен реверсивный привод преобразования функций: очистки от сосулек, снега висячих частей после урагана и других опасностей. На снегу, льду шагающий инструмент профилирует поверхность - дорогу для саней-транспорта очень высокого динамического и тормозного действия, при малой массе тягача - шагание ног саней с учетом курса.
Наземное шагание вдоль и поперек оси преобразуют в вертикальное шагание до крыши, затем в горизонтальное и/или колебательное движения рабочего органа сбивания сосулек и/или плодов при нулевой вертикальной скорости, после чего изменяют позицию или под крышей шагают по окнам горизонтально по сбиванию следующей сосульки и т.д. Сбиваются сосульки ударом, колебанием, резанием льда, вкручиванием буравчика палкой, трубкой из окна верхнего этажа при отсутствии на земле прохожих людей и машин после предупреждения сигналом, свистком, человеком.
Наиболее эффективным способом и средством сбивания сосулек является использование окон последнего /верхнего/ этажа. Возможности спасения, пожаротушение у стенохода, шагание открывает большие возможности для расширения функций, областей использования и безопасного жизнеобеспечения людей на снегу и льду. Минимизация возмущающих действий и отклонений регулируемого параметра статической ошибки недостаточна для исключения переходной функции, запаздывания действий и динамических ошибок. Надежность повышают конструктивной, технологической и эксплуатационной простотой, очувствлением компонентов, получением и применением упреждаемой функции - информации - депонированием надежности, снижением числа ошибок и отработок. Воздействие всех элементов друг на друга, снижение числа исполнителей, разобщителей связей и цепей саморегуляции, повышение связей дает эффекты быстродействия, компенсации отказа одной цепи управления, надежности, экономичности и эффективности использования биокибернетического и биоклиматического потенциалов и водосбережения.
Сопоставлять экономию и затраты переброски торфа, воды нужно с учетом времени и пространства, необходимости их регулирования с учетом потребления и продуцирования солнечной энергии.
Регулируют потоки воды, биомассы, торфа к югу, а продуктов на север, совершенствуют природу, спасают климат от ухудшения и полициклическими ароматическими углеводородами повышают эффективность использования биоклиматического потенциала.
Эффект снегозадержания на склонах и севере получают применением воды и биомассы. Это сопряжено с эффектом перемещения плодородия вниз и его компенсированием.
Избыток или недостаток сил, крутящих моментов; протеканий жидкости, газа, теплоты, тока, света, напряжения сопротивления, проводимости вызывает изменение характера работы объекта.
Дифференциальные уравнения различных объектов указывают на их идентичность, на повышение порядка уравнений, снижение уровня (линеаризацию приращений). Отбросить приращения (линеаризовать), выбрать из множества решений четко условия однозначности, начала, граничности с окружающей средой (краевых задач), детерминизация, сведение задачи к вероятностной и поиску коэффициентов взаимной корреляции и функции связей, входов и выходов затрудняют поиск. На этом этапе часто входы и выходы сводятся к расходу и потере энергии, потенциала, очень дорогого автономного регулирования.
Здесь надо корректировать состояние, потенциал, запас без возврата к исходному состоянию, без множества усилителей, регуляторов, запаздываний, передаточных функций, критериев устойчивости вместо передаточных чисел или отношений, упреждения действий, спасения от последствий, совмещения функций, очувствления компонентов, изменения технологий, сроков, действий, применения достижений, модернизации, развития, минимизации затрат и потерь эффективности. Это идентифицирует проблемы и решения, повышает эффективность использования биоклиматического потенциала и жизнеобеспечения человечества, совмещением функций различных машин.
В сферу интересов многих отраслей всех стран входит принцип совмещения функций датчиков, усилителей, исполнителей, колес, тормозов, движителей, рабочих органов и средств защиты и использования навигационных технологий. Упрощение конструкции, эксплуатации при этом открывает величайшие возможности развития.
Обобщение и решение проблем до их обострения и обрастания возможным поиском и отработкой ошибок по новому - комплексно.
Функционал приведенных к направляющему колесу факторов местности и машины дают модель управления:
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msubsup><mrow><msub><mi>α</mi><mi>К</mi></msub><mi>d</mi><mi>t</mi><mo>;</mo></mrow></mrow></mstyle></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>α</mi><mrow><msub><mi>К</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow><mrow><msub><mi>α</mi><mrow><msub><mi>К</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow></msubsup><mrow><mi>t</mi><mi>d</mi><msub><mi>α</mi><mi>К</mi></msub></mrow></mrow></mstyle><mo>;</mo></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msubsup><mrow><mi>N</mi><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle><mo>;</mo></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msubsup><mrow><msub><mi>Р</mi><mi>б</mi></msub><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle><mo>;</mo></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msubsup><mrow><mi>Δ</mi><mi>p</mi><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle><mo>;</mo></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msubsup><mrow><mi>Δ</mi><mi>M</mi><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle><mo>;</mo></mrow>
<mrow><mstyle displaystyle="true"><mrow><msubsup><mo>∫</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>t</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msubsup><mrow><mi>Δ</mi><mi>S</mi><mi>d</mi><mi>t</mi></mrow></mrow></mstyle><mo>.</mo></mrow>
1
2
б
<mrow><msub><mi>α</mi><mrow><msub><mi>К</mi><mn>1</mn></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msub><mi>α</mi><mrow><msub><mi>К</mi><mn>2</mn></msub></mrow></msub></mrow>
Здесь t, t,
,
характеризуют время и угол поворота колеса, Р и Δp - боковую силу и разность движущих сил, ΔМ - разность моментов от сил движения и сопротивления, ΔS - разность путей бортов. Эти интегралы решаются построением диаграмм:
K
К
б
ddt, tdα, Ndt; Рdt; Δpdt; ΔMdt; ΔSdt. /4.2/
Правило знаков таково: угол поворота к целевой траектории положителен, и наоборот, а действия связей в сторону снижения угла поворота отрицательны, и наоборот.
T
Э
Согласование коэффициентов тяги φ и эффективности тяги φ движителей правого и левого бортов требует учета поворота рамы в горизонтальной плоскости. Снижение коэффициента тяги одного борта или повышение другого приводит к повороту рамы в горизонтальной плоскости. Такая связь между углами поворота рамы и подвесок колес-датчиков выводит на новую связь тяговых качеств; курса и реакций. При отсутствии свободы перемещения и поворота колеса чувствительность к изменению курса в зависимости от давления воздуха в шинах, нагрузки на колеса изменяется, взаимосвязь и взаимовлияние факторов скрывается, согласование взаимодействий затрудняется. Реактивные взаимосвязи машины и почвы математически отображаются взаимодействием движителей и почвы, моделью управления по реакциям при формировании траектории и режимов работы.
В одном варианте исполнения лопата-сани имеет упор /якорь/ для предотвращения ухода назад при реверсивном перемещении. Это делает лопату шагающей. Сверхбольшие силы создаются шагающей лопатой с гидроприводом, приводом от гусеницы. Для резания земли может иметь нож, копир стенки, скребок почвы. Для снижения сопротивления можно установить вибратор, колебания которого отключаются при разгрузке. Рабочие органы шагания с вибратором можно применять для шелонарезания, шелерасширения, гредерования и экскавации путем преобразования сопротивления рабочих органов 3 реакций  в движущую силу, которая ограничивается только прочностью. Террасер, грейдер, бульдозер может строить и очищать дроги. Привод осей и колес пропорционально тяговой силе давления в цилиндре 5 догружает ведущие колеса, разгружает и отрывает от земли других. Это облегчает шагание осей и преодоление неровностей. Гидросистему можно использовать в качестве датчика, регулятора нагрузки, глубины, гидроувеличителя сцепного веса, привода рабочих органов, увеличителя динамического фактора на транспорте и автоматического тормоза и автоводителя при совмещении функций рабочих органов и совмещении функций компонентов.
Насос может работать в качестве объемной муфты, регулятора нагрузки, перешагивателя неровностей. Сани-лопаты имеют большую площадь контакта со снегом и при малом давлении могут перевозить очень большие массы снега и других грузов. Сани выравнивают дроги и допускают отрыв колес от земли, что комплексно решает проблемы транспорта, ремонта и строительства дорог на снежной и грунтовой поверхности. На этих операциях энергоэффективность выше, чем у известных технологий и машин, большое разнообразие которых и ведет к обострению проблем.
Для повышения эффективности работы машин и технологий всегда нужно энергию между потребителями распределять с учетом реакций направления движения. При торможении также строго соблюдаются  условия силового регулирования сил привода в соответствии с силами тяжести. В этом случае перешагивание через препятствия требует отключения привода оси с большим сопротивлением при его подъеме. Такое управление множеством параметров множества типов систем нуждается в новом принципе теоретического и практического решения проблем согласования работы цепей управления. При согласовании скоростей выравнивания при повороте нулевым радиусом поворот нужно согласовать со скоростью и креном рамы на два угла крутизны местности.
Шагающие технологии, рабочие органы и машины адаптивного действия могут спасти все от огня в высотных домах, снизить ущерб.
Технологии солнечного энергосбережения и эффективного применения, водосбережения, фотосинтеза, удобрения, торфоприменения, лесоводства, садоводства, рыбоводства, биопродуцирования, кормообеспечения, регулирования спелости и биоспелости почвы, совмещения, сочетания процессов и операций, применения шагающих машин и рабочих органов составляют основу жизнеобеспечения, но часто превращают в беду. Даже полосная защита полей, лесов, садов, домов, кормов, культур остается на низком уровне.
Чистая земля греется, но не горит. Биопродуцирование и фотосинтез повышает эффективность использования биоклиматического потенциала, требует защиты всего полезного от горения. Глобализация инноваций машин, шагающих технологий и техники создает основы для развития мировой экономики.
Проблемы безопасного жизнеобеспечения решаются еще
поливом и регулированием спелости почвы, биоспелости, совмещением операций даже уборки и посева;  перевозкой грузов по снегу авто- и санеходами при динамических факторах, превосходящих в десятки раз; предотвращением аварий отказов тормозов и бездействий двигателей при изменении положения двигателей в пространстве; получением и применением сверхбольших сил от рабочих органов в шахтах, под и над водой; повторением работ при любом (и нулевом) радиусе поворота преобразованием больших сопротивлений и сверхбольших сил перемещения и подъема, противодействий в содействия, управлением средствами изменения направления ударной силы;  дополнением транспортного процесса перевозкой машин и грузов при значительном экологическом и эргономическом нагрузках. Повышению безопасности служат все методы снижения потоков людей и грузов в условиях высокой информации.
Достижение поставленной цели для многих типов машин, средств управления с учетом многих параметров характеризуют технико-экономические показатели - результат применения изобретения.