АВТОМОБИЛЬНОЕ ПАРКОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
AUTOMOTIVE PARKING DEVICE

Изобретение относится к вспомогательным устройствам автомобиля, в частности к встроенным подъемно-транспортным приспособлениям, облегчающим парковку за счет перемещения транспортного средства в поперечном направлении.
В современных крупных городах парковка стала серьезной проблемой. Большое и постоянно растущее количество транспорта вызывает нехватку парковочных мест. Нередко водителю удается найти лишь небольшой промежуток в ряду транспортных средств, припаркованных вдоль края проезжей части, что вынуждает его для парковки совершать многочисленные маневры, представляющие собой движения автомобиля вперед и назад в ограниченном пространстве с постоянными поворотами рулевого колеса. Это существенно замедляет транспортный поток, сзади сигналят нетерпеливые водители других автомобилей. Такая ситуация приводит к торопливым маневрам, грозящим повреждением машины в результате столкновения с припаркованными транспортными средствами, влечет за собой плохое настроение, потерю времени и топлива, а также возможные царапины и вмятины на кузове автомобиля. Иногда не хватает всего нескольких десятков сантиметров для завершения этой операции, и водителю приходится покинуть выбранное место. Потери времени на поиски места и процесс парковки могут превышать время в пути до места назначения. Кроме того, бывает, что припаркованный автомобиль не может выехать из-за недостаточного расстояния вследствие близко припаркованных других автомобилей. Увеличенный расход топлива за счет большего времени, потраченного на парковку автомобиля, ухудшает экологию. Подобные маневры ждут водителя и в случае разворота для изменения направления движения на узкой дороге.
Для облегчения парковки автомобиля были разработаны различные устройства. Некоторые из них используют систему автоматической навигации парковки. Иногда в бамперы современных автомобилей встраивают видеокамеры, передающие изображение на монитор в салоне, но оценить по ним расстояние до препятствия бывает сложно, особенно в темное время суток, кроме того, видеокамеры, расположенные в бампере, легко повредить. К тому же, стоимость таких систем достаточно высока. Наиболее распространенным средством являются парктроники, датчики которых фиксируют расстояние до окружающих объектов, извещая о возможной опасности звуковым сигналом. Однако такие устройства не решают проблему парковки в ограниченном пространстве между другими транспортными средствами, припаркованными вдоль края проезжей части. Существующие автомобили занимают значительно больше места, чем их длина.
Для решения указанной проблемы в патенте RU 2044858 С1 от 27.09.1995, Е04Н 6/00, предложено устройство для парковки, поднимающее корпус автомобиля под углом 45 градусов, но не приводились данные о том, как ведут себя при этом жидкости, которыми заправлено транспортное средство.
Более приемлемым выглядит решение указанной проблемы с помощью устройств, у которых возможность парковки на ограниченном пространстве заложена в конструкцию самих автомобилей, например, перемещающих транспортное средство по дороге в поперечном направлении. В состав такого устройства обычно входят приспособления, обеспечивающие опускание его в рабочее положение, в котором ходовые колеса автомобиля приподнимаются над опорной поверхностью, и вспомогательные колеса, перемещающие транспортное средство. Конструкция указанных устройств различается местом размещения на шасси автомобиля, применяемыми подъемно-опускными системами, способами передачи вращения на вспомогательные колеса.
По месту расположения устройства подразделяются на располагаемые в задней части автомобиля, и как в задней, так и в передней. По конструкции - с одним вспомогательным колесом на ходовую ось автомобиля, или с двумя. Примером устройства с одним колесом на ось могут служить патенты US 4516653 (А) от 14.05.1985, B60S 9/20, B62D 15/00, B62D 61/12; ЕР 0327370 (А2) от 09.08.1989, B60S 9/20, B60S 9/21; JP 3054052 (А) от 08.03.1991, B60S 9/21; WO 9730875 (А1) от 28.08.1997, B60S 9/21. Устойчивость транспортного средства в поднятом таким устройством положении во время перемещения к обочине дороги и обратно недостаточна, автомобиль становится несбалансированным, возможно его раскачивание.
Известны конструкции, разработанные специально для грузовых длинномерных автомобилей, у которых затруднены проезд в узкие ворота и прохождение крутых поворотов. Такие устройства представлены в патентах WO 01054961 (А1) от 02.08.2001, B60S 9/21; BRMU 8902564 (U2) от 12.07.2011, B60S 9/16, B60S 9/21.
В описываемых устройствах использованы гидравлические, пневматические, электромеханические приводы подъемно-опускных систем вспомогательных органов. Привод - совокупность механизмов, передающих движение от источника энергии до элемента, выполняющего заданное движение. В привод входят двигатель, механизм изменения передаточного отношения, механизмы включения, выключения и реверсирования движений. Пневматическая система представлена в патенте WO 03029058 (А1) от 10.04.2003, B60S 9/21, конструкции гидравлических описаны в патентах GB 846427 (А) от 31.08.1960, B60S 9/21; US 3826322 (А) от 30.07.1974, B60K 1/00, B60S 9/215; BE 819772 (А1) от 31.12.1974, B60S 9/21; ЕР 0025471 (А1) от 25.03.1981, B60S 9/21; ES 1034161 (U) от 16.12.1996, B60S 9/21; DE 19634549 (А1) от 11.12.1997, B60S 9/21. Примеры электромеханических систем показаны в патентах US 2931448 (А) от 05.04.1960, B60S 9/04, B60S 9/18; JP 3054052 (А) от 08.03.1991, B60S 9/21. Кроме того, электромеханические подъемно-опускные системы могут иметь различные конструкции: винтовые, как в патенте US 2010155165 (А1) от 24.06.2010, B60S 9/21, по типу ножниц, представленные в патентах ЕР 0327370 (А2) от 09.08.1989, B60S 9/20, B60S 9/21; WO 9730875 (А1) от 28.08.1997, B60S 9/21, опускаемые с помощью поршня - US 2007246284 (А1) от 25.10.2007, B60S 9/205. Известны также конструкции, в которых система вспомогательных колес опускается посредством общего вала, расположенного в центре тяжести автомобиля, как в патентах ЕР 0286566 (А2) от 12.10.1988, B60S 9/21, B60S 9/215; CN 201143926 (Y) от 05.11.2008, B60S 9/21. В патенте DE 102004062907 (А1) от 06.07.2006, B60S 9/21 описана конструкция устройства с механическим управлением посредством гибких валов.
В патентах DE 10147516 (А1) от 10.04.2003, B60S 13/00, B60S 9/21; WO 2009007667 (А1) от 15.01.2009, B60S 9/21, представлены конструкции устройств, в которых взамен вспомогательных колес используются гусеницы.
По способу привода вспомогательного колеса известны устройства с механическим редуктором, как в патентах US 3002577 (А) от 03.10.1961, B60S 9/21; GB 994837 (А) от 10.06.1965, B60S 9/21, посредством цепной передачи - US 3196969 (А) от 27.07.1965, B60S 9/215, ременной - US 3826322 (А) от 30.07.1974, В60К 1/00, B60S 9/215, посредством ведущих роликов, заводимых под ходовые колеса - WO 2009018765 (А1) от 12.02.2009, B60S 9/21, а также без дополнительного привода, когда вспомогательные колеса приводятся в движение от вращающихся приподнятых над дорогой ведущих колес автомобиля - US 2870851 (А) от 27.01.1959, B60S 9/21; US 2882985 (А) от 21.04.1959, B60S 9/21; GB 852124 (А) от 26.10.1960, B60S 9/21; GB 2134458 (А) от 15.08.1984, B60S 9/21; US 4516653 (А) от 14.05.1985, B60S 9/20, B62D 15/00, B62D 61/12.
Целью заявляемого изобретения является повышение компактности размещения автомобилей при парковке вдоль края проезжей части, преодоление имеющихся недостатков вышеизложенных решений вследствие разработки встроенного в автомобиль подъемно-транспортного устройства, облегчающего парковку на ограниченном пространстве за счет перемещения транспортного средства в поперечном направлении, не нарушающего его нормальную эксплуатацию. Указанное устройство также может использоваться в ситуации, в которой поперечное перемещение автомобиля необходимо не только для парковки, но и по другим причинам, например, для удаления из опасных зон дорожного движения, прохождения крутых поворотов. Устройство также должно обеспечить совершение разворота транспортного средства на узкой дороге без маневрирования в прямом и обратном направлениях, выполнять функцию встроенного домкрата, упрощая обслуживание автомобиля, замену колес и другие ремонтные работы, и складываться в походное положение, не нарушая габаритов машины.
Решение поставленной технической задачи обеспечивается тем, что заявляемым изобретением разработана конструкция встроенного в переднюю и заднюю части правой и левой сторон автомобиля парковочных устройств, позволяющих приподнять над дорогой все его ходовые колеса. В качестве электромеханической подъемно-опускной системы в конструкции используется червячно-реечная передача, представляющая механизм преобразования вращения червяка в прямолинейное возвратно-поступательное движение рейки. Червячно-реечные передачи обладают большой жесткостью и плавностью хода благодаря тому, что в зацеплении с червяком находится одновременно несколько зубьев рейки, и применяются для медленных и точных приводов. Движение здесь передается только от червяка к рейке, поэтому такие передачи являются самотормозящими, что не позволит опуститься поднятому устройством автомобилю при длительном хранении и не требует блокировки указанного устройства, убранному в походное положение, от самопроизвольного опускания вследствие тряски и вибрации машины.
Настоящее изобретение будет более подробно описано ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи. Одинаковые номера позиций используются во всем описании и на всех чертежах для обозначения одинаковых компонентов и деталей.
Механизм червяк-рейка применяется в передачах с параллельным расположением осей червяка и рейки и с расположением червяка под углом к рейке. В качестве примера на фиг.1 представлена червячно-реечная передача с расположением червяка 2 под углом к рейке 1. Рейка 1 закреплена на подвижном штоке механизма, вращением червяка 2 в ту или другую сторону осуществляется опускание или подъем штока с вспомогательным колесом, обозначенные стрелкой α. Возвратно-поступательное движение осуществляется от отдельного реверсивного электродвигателя, питаемого от бортовой сети автомобиля. В крайних положениях штока предусмотрены концевые выключатели.
Предпочтительное расположение устройств 3 на автомобиле показано на фиг.2. Средство для парковки представляет собой пару передних и пару задних устройств, состоящих из телескопически соединенных неподвижного элемента и выдвижного штока. Шток под действием реверсивного электродвигателя вертикального привода выдвигается из неподвижной части устройства, вспомогательное колесо опускается на опорную поверхность, приподнимает соответствующую часть автомобиля, принимает его вес на себя, вывешивая ходовые колеса над дорожным покрытием. Для парковки на ограниченном пространстве между автомобилями с помощью указанного средства, на транспортном средстве, остановленном возле выбранного места, водитель опускает все четыре устройства и поперечным движением машины передвигает ее на стоянку, как показано на фиг.3а. Вращение вспомогательных колес отдельным реверсивным электродвигателем обеспечивает поперечное движение транспортного средства на ограниченном пространстве без манипуляций рулевым колесом, чреватых ошибками. Если автомобиль перед парковкой остановлен не параллельно тротуару, то существует возможность подвинуть отдельно переднюю или заднюю часть транспортного средства, активируя, соответственно, только передний или задний привод (фиг.3в). Выезд с парковки осуществляется в обратном порядке.
Такое расположение расширяет возможности устройства. Предлагаемая компоновка позволяет использовать его не только для облегчения парковки, но и для разворота или поворота автомобиля на узкой дороге. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения транспортное средство может вращаться на месте вокруг центральной оси (фиг.4). В этом случае вспомогательные колеса с помощью соленоида, воздействующего на рычаг 4, поворачиваются на вертикальной оси перпендикулярно линиям, соединяющим диагонально расположенные колеса. Ось вращения автомобиля находится в точке β пересечения указанных линий. На фиг.4 рычаг 4 показан только на одном из вспомогательных колес, но следует понимать, что такие рычаги установлены на каждом колесе, и поворачиваются они одновременно. Поворот вспомогательных колес рычагом 4 для разворота автомобиля производится в положении, когда телескопические стойки не опущены на опорную поверхность, чтобы этот поворот происходил без нагрузки.
Т.к. ведущим элементом червячно-реечной передачи может быть только червяк, то такая передача является самотормозящей и указанное устройство может использоваться в качестве встроенного домкрата, обеспечивающего соблюдение всех условий безопасности. При использовании устройства в качестве встроенного домкрата может быть поднято одно из колес автомобиля, два колеса одной из осей, два колеса одной из боковых сторон транспортного средства, что бывает необходимо для перестановки колес с одной оси на другую, а также все четыре колеса одновременно, например, чтобы не портились шины при сезонной консервации, а также смене всех колес, каждое устройство выборочно управляется водителем. Подъемник обеспечивает плавное опускание груза на опорную поверхность после выполнения подъема.
Конструкция вспомогательных колес каждого из четырех устройств идентична. Кратковременность использования вспомогательных колес не подразумевает соблюдения условий комфорта, к тому же, замена такого колеса в случае прокола сопряжена с большими трудностями, поэтому предпочтительно использование на ободе не пневматических шин, а сплошных резиновых. Вспомогательное колесо шарнирно установлено на вертикальной оси по аналогии с прототипом, в качестве которого принят патент US 4605086 (А) от 12.08.1986, B60S 9/215. В отличие от заявляемого решения, в данной конструкции использован способ опускания и подъема вспомогательных колес посредством винтового привода.
Чтобы при подъеме всех колес транспортного средства от дороги отсутствовало самопроизвольное скатывание его на вспомогательных колесах в случае уклона проезжей части, торможение вспомогательных колес осуществляется отдельными постоянно притянутыми пружиной тормозными колодками, которые отключаются соленоидом при включении двигателя вспомогательного колеса. Вал низкооборотного реверсивного электродвигателя привода вспомогательного колеса соединен с валом колеса через упругую соединительную компенсирующую муфту для передачи механической энергии движения без изменения ее величины, что позволяет избежать использования массивного редуктора. Упругая муфта смягчает толчки и удары вращающего момента, вызванные технологическим процессом или выбором зазора при пусках и остановках устройства.
Устройства устанавливаются под транспортным средством без нарушения его габаритов. Ни одна деталь устройства в походном положении не выступает ниже других деталей автомобиля, таких как выхлопная труба с глушителем, топливный бак, детали подвески. В походном положении транспортного средства устройство парковки будет полностью скрыто из вида, не нарушая экстерьера автомобиля. Изобретение позволяет водителю легко и быстро перемещать транспортное средство до места парковки без специального обучения.
Операция парковки может проводиться и с помощью автоматического управления, а также с использованием датчика, измеряющего расстояние между автомобилем и объектом. Примеры таких устройств описаны в патентах ЕР 0305907 (А1) от 08.03.1989, B60Q 1/48, G01S 17/93, G01S 13/93; WO 03087874 (A1) от 23.10.2003, B60Q 1/48, G01S 13/93; RU 2380725 C2 от 27.01.10, G01S 15/93.
В настоящее время при парковке у края проезжей части водитель вынужден оставлять между своей и впередистоящей машиной около половины длины автомобиля для последующего беспрепятственного выезда, поэтому автомобиль занимает место примерно в полтора раза больше своей длины. Парковка автомобилей, оборудованных заявляемыми устройствами, вплотную друг за другом позволит существенно увеличить число парковочных мест. Это справедливо также для паркингов и стоянок, позволяя в условиях нехватки парковочных площадей увеличить количество паркуемых автомобилей на стоянке той же площади.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает облегчение парковки в условиях ограниченного пространства за счет перемещения транспортного средства в поперечном направлении, разворот автомобиля на месте вокруг его центральной оси, а также использование в качестве встроенного домкрата для ремонта или смены колеса, снижения нагрузки на шины при длительном хранении машины. Использование устройства позволяет быстро и безопасно провести замену проколотого колеса или сезонную смену колес. Увеличивается маневренность автомобиля - при прохождении крутых поворотов можно передвинуть заднюю часть. Значительно увеличивается количество парковочных мест без увеличения площадей. Процесс парковки требует меньше времени, т.к. отпадает необходимость маневрирования вперед и назад, за счет чего происходит экономия топлива, уменьшение загрязнения окружающей среды. Простое управление устройством не требует специального обучения водителя.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что разработана конструкция встроенных в автомобиль четырех парковочных устройств, позволяющих приподнять над дорогой все его ходовые колеса для поперечного перемещения машины. В качестве электромеханической подъемно-опускной системы в конструкции используется червячно-реечная передача. Каждое устройство состоит из телескопически соединенных неподвижного элемента и выдвижного штока, в крайних положениях которого предусмотрены концевые выключатели. Возвратно-поступательное движение штока осуществляется от отдельного реверсивного электродвигателя, питаемого от бортовой сети автомобиля. Вспомогательное колесо шарнирно установлено на вертикальной оси штока, который выдвигается из неподвижной части, вспомогательное колесо опускается на опорную поверхность, приподнимая соответствующую часть автомобиля. Вращение вспомогательных колес отдельным реверсивным электродвигателем обеспечивает поперечное движение транспортного средства без манипуляций рулевым колесом. Транспортное средство также может вращаться на месте вокруг центральной оси для разворота или поворота автомобиля на узкой дороге. Для этого вспомогательные колеса поворачиваются на вертикальной оси перпендикулярно линиям, соединяющим диагонально расположенные колеса. Кроме того, указанное устройство может использоваться в качестве встроенного домкрата, осуществляющего плавный подъем и опускание груза на опорную поверхность, обеспечивающего соблюдение всех условий безопасности. Чтобы при подъеме всех ходовых колес транспортного средства от дороги отсутствовало самопроизвольное скатывание его на вспомогательных колесах в случае уклона проезжей части, предусмотрен тормоз вспомогательных колес. Вал низкооборотного реверсивного электродвигателя привода вспомогательного колеса соединен с валом колеса через упругую соединительную компенсирующую муфту, смягчающую толчки и удары вращающего момента. Парковка автомобилей, оборудованных указанными устройствами, позволит увеличить количество паркуемых автомобилей на той же площади.
Техническим результатом заявляемого изобретения является возможность парковки автомобиля на ограниченном пространстве за счет перемещения его в поперечном направлении, разворот автомобиля на месте вокруг его центральной оси, а также использование в качестве встроенного домкрата. Увеличивается маневренность автомобиля - при прохождении крутых поворотов можно передвинуть заднюю часть. Значительно увеличивается количество парковочных мест без увеличения площадей. Процесс парковки требует меньше времени, т.к. отпадает необходимость маневрирования вперед и назад, за счет чего происходит экономия топлива, уменьшение загрязнения окружающей среды. Устройство складывается в походное положение, не нарушая габаритов машины. Простое управление устройством не требует специального обучения водителя.
Указанный технический результат достигается за счет того, что разработана конструкция встроенного в автомобиль парковочного устройства, позволяющего приподнять над дорогой все его ходовые колеса. В качестве электромеханической подъемно-опускной системы в конструкции используется червячно-реечная передача. Каждое устройство состоит из соединенных телескопически неподвижного элемента и выдвижного штока, в крайних положениях которого предусмотрены концевые выключатели. Возвратно-поступательное движение штока осуществляется от отдельного реверсивного электродвигателя, питаемого от бортовой сети автомобиля. Вспомогательное колесо шарнирно установлено на вертикальной оси штока, который выдвигается из неподвижной части, вспомогательное колесо опускается на опорную поверхность, приподнимая соответствующую часть автомобиля. Вращение вспомогательных колес отдельным реверсивным электродвигателем обеспечивает поперечное движение транспортного средства без манипуляций рулевым колесом. Для разворота или поворота автомобиля на узкой дороге вспомогательные колеса поворачиваются на вертикальной оси перпендикулярно линиям, соединяющим диагонально расположенные колеса. При использовании устройства в качестве встроенного домкрата, осуществляющего плавный подъем и опускание груза на опорную поверхность, обеспечивается соблюдение всех условий безопасности. Во избежание самопроизвольного скатывания транспортного средства на вспомогательных колесах при подъеме всех его ходовых колес от дороги, предусмотрен тормоз вспомогательных колес. Вал низкооборотного реверсивного электродвигателя привода вспомогательного колеса соединен с валом колеса через упругую соединительную компенсирующую муфту, смягчающую толчки и удары вращающего момента.
Новыми существенными признаками заявляемого изобретения являются:
- конструкция встроенного в автомобиль парковочного устройства, позволяющего приподнять над дорогой все его ходовые колеса;
- использование червячно-реечной передачи в качестве электромеханической подъемно-опускной системы;
- поворот вспомогательных колес перпендикулярно линиям, соединяющим диагонально расположенные колеса для разворота автомобиля;
- использование устройства в качестве встроенного домкрата за счет применения самотормозящей червячно-реечной передачи;
- применение тормоза вспомогательных колес;
- соединение вала электродвигателя привода вспомогательного колеса с валом колеса через упругую соединительную муфту.
Данное описание и чертежи не ограничивают объема изобретения, и предназначены для достаточного раскрытия информации, являются примером осуществления изобретения, и хотя выше были представлены предпочтительные варианты его выполнения, следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается вариантами и модификациями, приведенными здесь. Специалист в данной области техники может предусмотреть внесение многочисленных изменений и дополнений формы и деталей в соответствии с раскрытой здесь информацией, а также другие варианты воплощения настоящего изобретения без отхода от сущности и объема изобретения, определяемого его формулой. В частности, следует понимать, что любые вышеупомянутые структурные элементы могут быть использованы в комбинации или отдельно для достижения всех или некоторых преимуществ изобретения.
Однако существуют другие варианты, не описанные здесь, для которых настоящее изобретение применимо. Таким образом, настоящее описание носит скорее иллюстративный, чем ограничительный характер, а продемонстрированные и описанные конкретные подробности не ограничивают настоящее изобретение. В приведенной формуле изобретения любой отличительный признак, описанный как средство выполнения некоторой функции, следует истолковывать как охватывающий любое средство, известное специалистам в данной области техники, посредством которого может быть выполнена указанная функция, и его не следует ограничивать лишь продемонстрированными отличительными признаками и конструкциями или их эквивалентами.
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежных рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна - следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.
Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо, воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».