Способ увеличения высоты расположения над опорной поверхностью управляемого равновесием центра тяжести двухколесного одноколейного транспортного средства
METHOD OF INCREASING HEIGHT OF LOCATING EQUILIBRIUM-CONTROLLED GRAVITY CENTER OF TWO-WHEELED SINGLE-TRACK VEHICLE ABOVE SUPPORT SURFACE

Настоящее изобретение относится к области двухколесных одноколейных транспортных средств, например велосипедов, мотоциклов и т.п., которые необходимо удерживать в равновесии при движении и в статическом положении путем управления положением центра тяжести.
Известен способ поддержания равновесия двухколесного одноколейного транспортного средства (ТС) путем управления положением центра тяжести (ц.т.) с помощью скользящей оси, характеризующийся тем, что на задней оси расположено колесо, имеющее возможность вращения на оси и скольжения по оси, при этом контроль потери равновесия осуществляется электронным следящим устройством, а восстановление равновесия происходит за счет перемещения ц.т. ТС путем скольжения задней оси с вилкой относительно колеса с помощью винтового, кремальерного или иного механизма привода, с энергопитанием от бортового или внешнего источника. При этом для устранения дополнительного опрокидывающего момента, ц.т. ТС располагается в плоскости (или как можно ближе к плоскости) действия силы, управляющей скольжением оси в колесе (заявка RU №2015143081/11(066473) от 28.04.2016).
Недостатками этого способа являются низкая посадка человека-водителя, обусловленная необходимостью низкого расположения ц.т. ТС над опорной поверхностью, зависимого от радиуса колеса со скользящей осью, и возможность появления дополнительного опрокидывающего момента, обусловленного отсутствием оперативного регулирования взаиморасположения ц.т. ТС и плоскости действия силы, управляющей скольжением оси в колесе.
Задачи, на решение которых направлено заявленное изобретение, заключаются в увеличении высоты расположения ц.т. ТС над опорной поверхностью вне зависимости от радиуса колеса и обеспечение регулировки взаимоположения ц.т. ТС и плоскости действия управляющей скольжением силы.
Поставленные задачи решаются за счет того, что вместо скользящей в колесе оси с вилкой, перемещение ц.т. ТС, необходимое для поддержания равновесия ТС, происходит с помощью скользящей опоры между рамой ТС и верхней частью вилки заднего колеса, при этом вилка в точке крепления к скользящей опоре либо в точке крепления к раме ТС через неподвижно соединенную с вилкой скользящую опору имеет возможность поворота в плоскости рамы ТС.
Для еще большего увеличения высоты расположения ц.т. ТС над опорной поверхностью и увеличения амплитуды перемещения ц.т. одновременно используют скользящую опору на верхней части вилки переднего колеса.
Скользящая опора может быть в виде сопряжения типа «вал-втулка» круглого, прямоугольного или любого иного сечения, размера и количества подвижных элементов с одной степенью свободы или, например, в виде конструкции повышенной жесткости с плоскоповерхностным сопряжением деталей, таких как каретка, скользящая по конусным направляющим салазки.
Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:
На фиг. 1 - двухколесное одноколейное ТС со скользящей опорой.
На фиг. 2 - скользящая опора.
Способ заключается в том, что для увеличения высоты расположения ц.т. ТС над опорной поверхностью Z (фиг. 1) необходимо увеличить высоту подъема плоскости S действия силы Р, управляющей скольжением, для этого скользящая опора 3 располагается в верхней точке вилки 2 заднего колеса 1. Скользящая опора (фиг. 2) состоит из салазки 4, закрепленной к верхней части вилки 2 колеса 1, в конусных направляющих которой каретка 5 перемещается со скольжением под действием вращающегося от двигателя 6 резьбового вала 7 и гаек 8, закрепленных на салазке 4. Каретка 5 через кронштейны 9 и поворотный вал 10 с приводными шестернями 11 и двигателем 12 соединена с рамой ТС 13 с возможностью поворота на угол Δ.
Способ работает следующим образом.
Перемещение ц.т. ТС, необходимое для поддержания равновесия ТС, происходит с помощью скользящей опоры между рамой ТС и верхней частью вилки заднего колеса. При этом для повышения жесткости скользящая опора выполнена в виде конструкции с плоскоповерхностным сопряжением деталей, в которой каретка перемещается со скольжением по конусным направляющим салазки под действием вращающегося от двигателя резьбового вала и гаек, закрепленных на салазке. Для регулировки взаимоположения ц.т. и плоскости действия управляющей скольжением силы, каретка с поворотным валом, приводными шестернями и двигателем соединена через кронштейны с рамой ТС с возможностью поворота.
Одновременное применение скользящей опоры в верхней части вилки переднего колеса еще больше увеличит высоту расположения ц.т. ТС над опорной поверхностью и улучшит эффективность управления равновесием ТС за счет увеличения амплитуды перемещения ц.т.
Таким образом, заявленный способ за счет увеличения высоты расположения ц.т. ТС над опорной поверхностью позволяет увеличить высоту посадки человека-водителя, а за счет регулировки взаимоположения ц.т. и плоскости действия управляющей скольжением силы позволяет исключить дополнительный опрокидывающий момент от действия силы, управляющей скольжением.