КОЛЁСНО-ШАГАЮЩЕЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
WHEELED WALKER

Изобретение относится к автомобилям высокой проходимости. Известно колесно-шагающее транспортное средство (ТС), состоящее из корпуса, четырехопорного шасси с парными тандемно расположенными колесами, установленными на балансирах и попарно связанными между собой поворотными рычагами с осями, гидроцилиндров со штоками-осями балансиров с приводами при помощи подвижных шлицевых соединений, соосно связанных червячных передач и приводных электродвигателей (RU 2355597). Данная конструкция принята за прототип. Ее недостатки:
1. Расположение большой массы (червячные передачи, подвижные шлицевые соединения, электродвигатели) у бортов корпуса ТС увеличивают его момент инерции, ухудшается управляемость ТС. При ДТП при боковом столкновении и повреждении корпуса возможно повреждение деталей и узлов.
2. Большое количество далеко расположенных друг от друга пар трения затрудняет их смазку и защиту от внешней среды.
3. Большой вес ТС из-за большой ширины корпуса (при недостаточно большом диапазоне изменения колеи), наличия шлицевых соединений в ступицах червячных колес и электродвигателей для каждого червяка.
4. Малый диаметр штоков-осей балансиров уменьшает жесткость силовой конструкции, повышает удельное давление между штоками-осями и корпусом, увеличивает их износ.
Цель изобретения - повышение технико-эксплуатационных качеств ТС.
С этой целью у ТС, состоящего из корпуса, четырехопорного шасси с парными тандемно расположенными колесами, установленными на балансирах и попарно связанными между собой поворотными рычагами с осями, гидроцилиндров со штоками-осями балансиров с приводами при помощи подвижных шлицевых соединений, соосно связанных червячных передач и приводных электродвигателей, при этом гидроцилиндры установлены примыкающими к соответствующим бортам, штоки-оси выполнены пустотелыми с внутренними шлицами, червячные передачи установлены в средней части корпуса и связаны с соответствующими штоками-осями валами с концевыми муфтами.
Новыми отличительными признаками по сравнению с прототипом являются:
1. Гидроцилиндры установлены примыкающими к соответствующим бортам, штоки-оси выполнены пустотелыми внутренними шлицами.
2. Червячные передачи установлены в средней части корпуса и связаны с соответствующими штоками-осями валами с концевыми муфтами.
На чертеже - разрез ТС по совмещенным в одной плоскости осям гидроцилиндров, балансиров и колес.
ТС содержит корпус 1, четыре пары тандемно расположенных колес 2, 3, установленных на балансирах 4, 5 и попарно связанных поворотными рычагами 6 с осями 7, восемь гидроцилиндров 8, 9 со штоками-осями 10, 11 балансиров 4, 5, червячные колеса 12, 13 и червяки 14, 15. Червячные колеса 12, 13 жестко связаны с валами 16, 17, имеющие концевые муфты (не показаны), установленные в пустотелых шлицевых штоках-осях 10, 11. Соосные червяки 14, 15 связаны с валом 18 и имеют общий привод от электродвигателя 19.
Расположение гидроцилиндров 8, 9 у бортов корпуса 1, выполнение штоков-осей 10, 11 пустотелыми со шлицами, взаимодействующими со шлицевыми муфтами валов 16, 17 червячных колес 14, 15, расположение червячных передач 13, 14 и 12, 14 с приводными электродвигателями 19 около продольной оси корпуса 1 имеет следующие преимущества:
1. Нагрузки от колес 2, 3 через балансиры 4, 5 воспринимаются штоками-осями 10, 11 имеющими увеличенный диаметр, и передаются на корпус 1 через торцевые участки гидроцилиндров 8, 9, имеющих еще большие размеры, что увеличивает прочность соединений.
2. Срединное расположение червячных передач 13, 14 и 12, 14 с электродвигателями 19 уменьшает момент инерции ТС, улучшает его управляемость. Узлы могут иметь общий кожух, образующий продольную лавку-сидение. Соосные червячные колеса 12, 13 могут иметь общий картер, жестко связывающий противоположные соосные гидроцилиндры 8, 9. Между соосными червячными колесами 12, 13 возможна блокировка, обеспечивающая синхронный привод балансиров 4, 5 передних или задних колес 2, 3 при выходе из строя одного из электродвигателей 19. При ДТП при боковых столкновениях узлы меньше подвержены внешним воздействиям.
3. Уменьшается количество пар трения и число уплотнений. Улучшается их смазка, условия работы.
4. Малая ширина корпуса 1 (при большем диапазоне изменении колеи), размещение шлицевых соединений в штоках-осях 10, 11, меньшее количество приводных электродвигателей 19 уменьшает вес ТС. Повышается экономичность и проходимость ТС.
5. Большой диапазон изменения колеи при меньшей ширине корпуса чем у прототипа говорит о добротности конструкции. Увеличивает приспособляемость к дорожным условиям, повороты возможно проходить с большей скоростью путем большего смещения корпуса 1 к оси поворота, при опускании корпуса 1 на днище и прижатия колес 2, 3 к корпусу 1 (минимальная колея) габарит ТС - минимальный, что благоприятно при хранении и транспортировке.
Блоки передних (задних) четырех гидроцилиндров 8, 9, каждая соосная пара которых жестко связана общим картером червячных передач 12, 14 и 13, 14, совместно со штоками-осями 10, 11, балансирами 4, 5, колесами 2, 3 и поворотными рычагами 6 с осями 7 образуют силовое кольцо, которое в средней части дополнительно может быть связано общим основанием электродвигателей 19 и двух картеров червячных передач 12, 14 и 13, 14. Ударные нагрузки на колесо 2(3) воспринимаются силовым кольцом и передаются на корпус 1 через большее количество мест, что уменьшает их воздействие на корпус 1.
Обычно автомобили имеют пять колес (4+1 запасное), ТС имеет 8 колес меньшего диаметра, нет необходимости иметь запасное колесо, так как движение ТС возможно при выходе из строя нескольких колес (но с меньшей скоростью).
ТС имеет следующие качества: хорошую управляемость, двухколейный след на поворотах, переменные базу, колею и клиренс, возможность преодоления рвов и канав большой ширины, особенно при минимальной базе, возможность преодоления водных преград вброд или вплавь, возможность движения по глубокой грязи и по болоту путем шагания. При чрезвычайных обстоятельствах возможно экстренное эффективное торможение путем опускания корпуса 1, имеющего на днище специальные накладки, на полотно дороги, наличие боковых рядов колес 2, 3, со щитками на каждой паре, при ДТП при боковом ударе увеличивает зону безопасности.
Электропривод изменения положения колес 2, 3 - основа для создания активной подвески.
На ТС используется гибридная силовая установка с моторколесами 2, 3 с шинами или металлоэластичными колесами (патент RU 2245256). Возможно иметь или передний, или задний, или полный привод колес 2, 3.
Конструкция ТС сравнительно проста, но многофункциональна: надежна, маневренна, имеет малый вес, высокую проходимость, переменные клиренс, колею и базу, высокую безопасность при боковом ударе, минимальные габариты при хранении и транспортировке.