МНОГОЗВЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

Полезная модель относится к транспортным средствам, способным передвигаться по поверхности различных сред, внутри труб или под водой.
Известен транспортный робот-змея, содержащий сочлененные между собой корпуса-звенья (WO 2006/036067 [1]). Соединительные элементы, обеспечивающие сочленение, выполнены в виде карданных шарниров, снабженных гидравлическим приводом их перемещения. Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и приводов, обеспечивающих его перемещение.
Известен змееподобный мобильный робот, выполняющий функцию транспортного средства-амфибии, состоящий из сочлененных между собой звеньев (CN 201342916 [2]). Устройство может перемещаться как по суше, так и в воде и в любом направлении, поскольку модули-звенья имеет три степени свободы и снабжены водонепроницаемым покрытием. Звенья соединены между собой соединительными элементами, позволяющими обеспечивать смещение звеньев относительно друг друга. Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и приводов, обеспечивающих его перемещение.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является многофункциональный робот змееобразной формы, выполненный из множества секций, каждая из которых снабжена движителем в виде колес, приводимыми в движение шаговым двигателем (CN 102528805 [3]). Отдельные звенья сочленены между собой соединительными элементами, выполненными в виде трех взаимно перпендикулярных валов, два из которых, перпендикулярные друг другу, закреплены в обоймах, установленных на торцах корпусов-звеньев. Третий вал, перпендикулярный первым двум, их соединяет между собой. Валы, закрепленные в обоймах через муфты, связаны с шаговыми двигателями, приводящими их во вращение. За счет соответствующего присоединения или отсоединения муфт от двигателей обеспечивается смещение звеньев относительно друг друга. Недостатком известного устройства является сложность его конструкции и приводов, обеспечивающих его перемещение.
Заявляемое в качестве полезной модели многозвенное транспортное средство направлено на упрощение его конструкции.
Указанный результат достигается тем, что многозвенное транспортное средство содержит сочлененные между собой с возможностью углового смещения относительно друг друга звенья, каждое из которых выполнено в виде полого цилиндра, внутри которого жестко закреплен диск с прорезью, внутри которой установлена ось, при этом на осях соседних звеньев установлены соединительные элементы, снабженные приводом их перемещения относительно одной из осей.
Указанный результат достигается также тем, что соединительные элементы выполнены из двух шарнирно соединенных между собой частей.
Указанный результат достигается также тем, что все звенья или некоторые из них снабжены колесными движителями.
Указанный результат достигается также тем, что часть внешней поверхности полого цилиндра, обращенная к поверхности перемещения, снабжена антифрикционным покрытием.
В результате использования предлагаемого устройства, охарактеризованного приведенной в п.1 формулы полезной модели совокупностью признаков, обеспечивается упрощение конструкции устройства в части сочленения звеньев между собой и привода их перемещения. Данное конструктивное решение обеспечивает перемещение устройства в одной плоскости.
Поэтому в частных случаях реализации, когда необходимо преодолевать неровности, возникающие на поверхности перемещения, целесообразно, чтобы соединительные элементы были бы выполнены из двух шарнирно соединенных между собой частей.
В зависимости от цели использования транспортного средства (ТС) и характера поверхности перемещения, оно может быть снабжено движителями в виде колес или обходиться без них. В случае использования устройства в бесколесном варианте, целесообразно часть внешней поверхности полого цилиндра, обращенную к поверхности перемещения, снабжать антифрикционным покрытием.
Сущность заявляемого в качестве изобретения ТС поясняется примерами его реализации и чертежами.
На фиг.1 представлен общий вид в перспективе ТС в одной из фаз движения; на фиг.2 схематично представлены подвижные плоские соединения между звеньями-корпусами, обеспечивающие их развороты в плоскости относительно друг друга на установленные (запрограммированные) углы, вид сверху; на фиг.3 представлены в продольном разрезе подвижные соединения с шарнирными узлами между звеньями-корпусами; на фиг, 4 (a,b) представлены в поперечном разрезе два возможных варианта звеньев-корпусов с бесколесным соприкосновением с поверхностью передвижения и с электроприводом, обеспечивающим их разворот относительно друг друга на необходимые углы; на фиг.5 (a,b) представлены два из возможных вариантов звеньев-корпусов с колесами и электроприводом; на фиг.6 - схема, поясняющая возможные варианты продвижения ТС (без колес и с колесными движителями).
Транспортное средство содержит "n" звеньев-корпусов 1, конструкция которых обеспечивает отклонение их относительно друг друга в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также по отношению к головной части 2 и хвостовой 3 на определенные углы. Звено-корпус 1 представляет собой полый цилиндр 4, в котором в средней части жестко крепится перпендикулярно оси диск 5 с прорезью 6, выполненной, предпочтительно, по центру диска. Возможно выполнение прорези 6 в верхней части диска 5 или в нижней его части. Через прорези 6 все звенья-корпуса соединены между собой последовательно и подвижно в горизонтальной плоскости с помощью плоских соединений 7, которые осями 8 связаны с дисками 5 в прорезях 6. Оси 8 обеспечивают поворот плоских соединений 7 относительно плоскости диска 5 и, следовательно, относительно звеньев-корпусов. Длина прорези 6 такова, чтобы при развороте плоских соединений 7 относительно диска 5 максимальный угол поворота не превышал установленной величины (подстраховка программы управления со стороны механики). Для обеспечения максимально возможной мобильности продвижения ТС каждый диск 5 связан с плоскими соединениями (а через каждый диск проходят два плоских соединения, которые связывают его с соседними дисками) с помощью электропривода с электродвигателем. На фиг.2, 3 электроприводы не показаны.
Каждое плоское соединение 7 при необходимости также (для увеличения мобильности) может быть выполнено из двух элементов, соединенных посередине шарнирным узлом 9 (фиг.3). Это дает возможность преодолевать небольшие неровности в вертикальной плоскости. При бесколесном соприкосновении ТС с трассой возможны два варианта передвижения - когда ТС соприкасается с трассой непосредственно цилиндрическими поверхностями звеньев-корпусов (фиг.4a), или когда соприкосновения осуществляются той частью внешней поверхности полого цилиндра, которая снабжена антифрикционным покрытием 10 (фиг.4(b)). Для снижения шумовых факторов при движении по различным трассам между диском 5 и корпусом 4 вмонтирована резиновая прокладка 11. На фиг.4 схематично показаны расположения электроприводов 12 в верхней и нижней части дисков 5. Возможно расположение электропривода и в средней части дисков 5.
При колесном соприкосновении ТС с трассой возможны также два варианта передвижения - когда звенья-корпуса для реализации змееподобного передвижения разворачиваются относительно друг друга с помощью колес 13, имеющих индивидуальные электроприводы (фиг.5(a)) и когда электроприводы с этой же целью крепятся на дисках 5 (фиг.5(в)), а колеса 14 имеют свой общий электропривод 15.
Головная часть 2 ТС и хвостовая его часть 3 с помощью плоских соединений 7 жестко (без возможности поворота) связана с дисками 5 первого и последнего звеньев-корпусов. В головной части 2 размещена вся электронная система программного управления ТС, системы видеонаблюдения и с помощью датчиков различного назначения. Часть этих систем может быть размещена и в хвостовой части 3. Автономность ТС обеспечивается источниками электропитания, закрепленными на дисках 5. При необходимости головная часть 2 ТС может быть оборудована управляемыми колесными парами.
Возможно множество вариантов передвижения ТС. На фиг.6 представлены лишь циклограммы двух.