КАБИНА ТРАНСПОРТНОЙ ВИНТОВОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения и может быть использована для транспортировки людей и грузов.
В настоящее время все более актуальным становится решение вопроса разгрузки имеющихся транспортных систем, быстрой и удобной перевозки населения и грузов. Для этого, помимо подземного и наземного транспорта, возможно использование систем, которые способные перемещаться над землей и связывать между собой дома, здания и прочие сооружения. Подобные системы должны предусматривать перемещение замкнутого корпуса (вагона, лифта, капсулы и т.д.) в вертикальном, горизонтальном направлении, в том числе на разном уровне, способность огибать препятствия и неровности местности.
Из уровня техники известны следующие устройства.
Известна конструкция подъемного устройства для ограниченных пространств (патент РФ №2390490, 27.05.2010 г.), содержащего по меньшей мере одну платформу, которая передвигается в вертикальном направлении вдоль направляющих посредством тяговой системы, включающей зубчатую рейку и зубчатые колеса, по меньшей мере две приводные головки, каждая из которых содержит поворотную опорную систему с ее соответствующими зубчатыми колесами, взаимосвязанными с соответствующими зубчатыми рейками, и опорную конструкцию. Также устройство содержит по меньшей мере один центральный вал, расположенный между двумя приводными головками, отдельно поддерживаемый опорной конструкцией и образованный по меньшей мере одним приводным валом, непосредственно соединенным с редукторным электродвигателем, при этом указанный центральный вал и опорная конструкция присоединены к указанным приводным головкам посредством соединительных элементов с возможностью замены центрального вала и редукторного электродвигателя.
Указанное подъемное устройство является компактным за счет размещения его комплектующих элементов в пространстве, занимаемом платформой, однако оно является рассчитанным только для вертикального ограниченного перемещения платформы вдоль направляющих. Также решение рассчитано для перемещения небольшого количества людей, которые могут разместиться на площади одной платформы. Кроме того, движителем платформы является передача, включающая зубчатую рейку и зубчатые колеса, что при несрабатывании тормозных устройств и аварии приводит к продолжению движения платформы вниз с незначительным снижением скорости, что приводит к последующему удару и разрушению платформы. Указанные недостатки ограничивают функциональные возможности рассмотренного решения и не позволяют безопасно использовать его для перемещения людей и грузов в разных плоскостях и на дальние расстояния.
Известна конструкция лифта (патент Китая №105936459, 14.09.2016 г.), принятая за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, содержащая кабину лифта, которая перемещается по направляющим в виде рельсовых устройств, расположенных на стене, при этом привод расположен между кабиной лифта и направляющей и содержит винтовые стрежни. Лифт также содержит редукторы и блок питания. Выходной вал каждого редуктора соединен с соответствующим винтовым стержнем, а входной вал каждого редуктора соединен с двигателем. Винтовые стержни приводятся во вращение за счет их контакта с выступами колонн. Также лифт имеет средства скольжения в виде роликов, которые перемещаются вдоль указанных колонн. Каждый лифт имеет по два винтовых стержня, длина которых приблизительно равна высоте лифта.
Рассмотренная конструкция лифта за счет использования винтовых стержней обеспечивает безопасность и может использоваться в высотных зданиях. Однако наличие ходовых винтов в сопряжении с настенными ответными элементами вызывает при движении повышенное трение скольжения и, как следствие, повышение температуры и подклинивание, что приводит к снижению скорости перемещения лифта. Для избегания перегрева в передаче и заклинивания механизма до полной остановки лифта его использование является целесообразным для перемещения людей и грузов только на ограниченные расстояния внутри пространства здания, что ограничивает функциональные возможности.
В качестве наиболее близкого аналога к заявленному решению принята конструкция винтового подъемника, содержащего кабину, связанную с приводом и оборудованную сверху и снизу подвеской с роликами, имеющими возможность сопряжения со спиральными направляющими в стенках шахты (см. SU №962173).
Недостатками наиболее близкого аналога являются ограниченные функциональные возможности устройства, а именно, невозможность движения устройства в разных направлениях, плоскостях и на дальние расстояния. Данные недостатки обусловлены конструкцией устройства, в частности конструкцией активатора и отсутствием автономного источника питания, который бы позволил не использовать провода для подачи электроэнергии, необходимой для движения устройства, которые препятствуют движению устройства на большие расстояния и в разных направлениях и при огибании препятствий. Также в известном устройстве не раскрыта конструкция привода, который должен обладать достаточной надежностью работы, высоким КПД и малым весом, необходимыми для передвижения устройства на дальние расстояния и в разных направлениях.
Техническим результатом полезной модели является расширение функциональных возможностей за счет создания кабины транспортной винтовой системы, которая способна перемещать людей и грузы в разных плоскостях и на дальние расстояния.
Технический результат достигается при использовании кабины транспортной винтовой системы, содержащей корпус для транспортировки людей и грузов, аккумуляторы, активаторы с планетарным редуктором и роликами, расположенные сверху и снизу корпуса и имеющие возможность сопряжения с винтовой поверхностью магистральной направляющей.
Кабина транспортной винтовой системы может представлять собой вагон, лифт или аналогичное устройство закрытого типа.
В частности, активатор содержит электродвигатель постоянного тока, также кабина транспортной винтовой системы содержит ультразвуковые сенсоры, а ролики активаторов посажены в подшипниковые узлы.
Наличие аккумулятора и активатора с планетарным редуктором и роликами позволяет получить простое по конструкции и автоматизированное транспортное средство, движущееся в отдельной замкнутой пространственной магистрали, которая может быть построена таким образом, чтобы не пересекаться ни с одним из существующих транспортных путей. Данное решение может быть построено на различных уровнях, различных плоскостях и иметь значительную протяженность. При оборудовании кабины изнутри возможно получение транспортного средства повышенной комфортности для людей. Таким образом, получено транспортное средство с расширенными функциональными возможностями.
В заявленном решении активация вращательного движения обеспечивает поступательное движение кабины по магистральной направляющей, то есть при отсутствии работы активаторов кабина стоит на месте, что обеспечивает высокий уровень контроля ее движения и безопасности. Кроме того, активаторы в сопряжении с винтовой магистральной составляющей имеют ролики, посаженные на подшипниковые узлы, что позволяет уйти от трения скольжения, наблюдаемого у наиболее близкого аналога, в трение качения подшипников, расположенных в маслонаполненных опорах, что позволяет двигаться капсуле с различными скоростями и на дальние расстояния.
Кабина винтовой транспортной системы содержит корпус для транспортировки людей и грузов 1, аккумуляторы 2 и 3, активаторы 4 и 5 с роликами 6 и 7, расположенные сверху и снизу указанного корпуса 1 и имеющие возможность соединения с винтовой поверхностью магистральной направляющей 8.
В качестве аккумулятора 2 используется литий-ионный аккумулятор производства фирмы "Panasonic" и графеновые аккумуляторы, которые в два раза легче литий-ионного аккумулятора и позволяют обеспечить более длительную работу и в 2,5 раза большее перемещение.
Активатор 4 содержит планетарный редуктор 9, электродвигатель постоянного тока 10, связанный с коническим редуктором 11, водило 13.
Для того чтобы корпус 1 перемещался внутри винтовой поверхности магистральной направляющей 8, необходимо инициировать подачу электрического тока от аккумулятора 2 к электродвигателю постоянного тока 10, расположенного над корпусом 1 и аккумулятором 2. Электродвигатель постоянного тока 10 передает вращение на конический редуктор 11, который передает вращение на полый вал 12, который связан с солнечной шестерней 14 планетарного редуктора 9, при этом передача вращения последовательно осуществляется через сателлиты 15 планетарного редуктора 9 на водило 13, которое, вращаясь в внутри винтовой поверхности магистральной направляющей 8, преобразует вращательное движение активатора 4 в поступательное движение корпуса 1. При этом на активатор 5 передается вращение с помощью передаточного вала 16.
Винтовая магистральная направляющая 8 прикреплена внутри цилиндрической трубы, изготовленной из различных конструкционных материалов, при этом для обеспечения дополнительной жесткости конструкции, она может иметь продольные балки (направляющие, брусья и. т.д).
Для получения беспилотного программируемого транспортного средства с использованием заявленной кабины поступают следующим образом. Корпус кабины является замкнутым и ограниченным магистральной направляющей. В передней и задней части кабины по направлению движения устанавливаются ультразвуковые локаторы любого известного конструктивного исполнения, обеспечивающие безопасность от столкновения. Кабина может содержать блок управления с программным обеспечением, предусматривающим последовательность работы корпуса кабины при выгрузке и загрузке пассажиров. Внутри корпуса кабины может быть установлен бортовой компьютер (планшет и т.д.), содержащий навигационную систему любого известного конструктивного исполнения и имеющий выход в Интернет, организованный любым известным способом. При этом у пользователя (пассажира) появляется возможность выстраивать свой маршрут, согласовывать его, определять время и место посадки и высадки. В процессе всего перемещения кабины обеспечивается контроль мест перехода с одной магистральной направляющей на другую вплоть до конечной точки маршрута.
Заявленная конструкция кабины транспортной винтовой системы позволяет:
- осуществлять перемещение людей и грузов в вертикальной плоскости и получить конструкцию непадающего безопасного лифта для зданий любой этажности и повышенной грузоподъемности;
- осуществлять перемещение людей и грузов в горизонтальной разно уровневой плоскости и получить автоматизированный городской надземный транспорт бизнес класса;
- сформировать загородный междугородний пассажирский и грузовой надземный автоматизированный транспорт, способный огибать препятствия и неровности местности, что в итоге значительно сокращает расстояние между пунктами отправки и назначения.
Указанное решение позволяет разгрузить существующие автомобильные и железнодорожные магистрали и освоить новый уровень пространства для транспортировки людей и грузов с возможностью перемещения в закрытом винтовом пространстве, образованном винтовой магистральной направляющей.