ЭКСЦЕНТРИЧЕСКИЙ ПУЛЬСАТОР СИМОНЯНА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности к технике возбуждения импульсных сил, а именно к инерционным движителям для транспортных средств, в которых для создания тяговой силы используются инерционные силы вращающихся неуравновешенных масс. Изобретение относится к устройствам создания движущих импульсов, которые могут быть применены для перемещения транспортного средства или другого объекта с точкой опоры на собственный корпус.
Особенностью принципа работы таких устройств является то, что для исключения влияния гармонического характера формирования движущей силы (прямого и обратного направления) базовая опора монтируется на шарнире относительно платформы, что обеспечивает ее качание при вращении груза. В связи с этим движущее усилие, реализуемое в направлении перемещения платформы (первые пол оборота вращения каждого груза), раскладывается на две составляющие, одна из которых снижает давление на грунт отвеса платформы, а другая перемещает ее в заданном направлении. Во вторые пол оборота реализуемая в обратном направлении движущая сила прижимает платформу к опорной поверхности и существенно снижает ее откат. Таким образом, по данному способу режим движения в заданном направлении получается за счет маятникового движения вращающихся грузов, что не позволяет реализовать для движения в заданном направлении всю выдаваемую инерционно-импульсным механизмом силу, так как используют дополнительные связи (в виде шарнирных) с колесом транспортного средства, то есть не является самостоятельным и независимым от опорной платформы устройства.
Например, по такому способу работает инерционный движитель, содержащий два вала с закрепленным на каждом из них дебалансом, вращаемые синхронно во взаимно противоположных направлениях с изменяющейся в течение одного оборота угловой скоростью (SU №1513174, F03G 3/00, 1989). В этом движителе синхронизация валов и изменение угловой скорости вращения обеспечивается электрической системой управления индивидуальными приводными двигателями.
Известен так же инерционный движитель, содержащий корпус, установленный в нем ведомые валы с закрепленными на каждом из них
дебалансом, вращаемые во взаимно противоположных направлениях, и механизмы для вращения ведомых валов с изменяющейся в течение одного оборота угловой скоростью, каждый из которых включает кривошип, закрепленный на приводном валу и кинематически связанный с дебалансом, при этом дебалансы развернуты друг относительно друга на 180° (SU №939817, F03G 3/00, 1982).
Известные движители создают действующую по одной линии ассиметричную знакопеременную силу, причем ее полезная (т.е. способная производить работу по перемещению транспортного средства в заданном направлении) составляющая многократно превышает составляющую противоположного направления. Выполнение инерционного движителя с одной парой дебалансов не обеспечивает создание силы, действующей только в одном направлении и, кроме того, ограничивает возможности движителя в отношении величины создаваемой силы.
Известен эксцентрический пульсатор, содержащий корпус, установленные в нем ведомые валы с закрепленным на каждом из них дебалансом, вращаемые во взаимно противоположных направлениях, и механизмы для вращения ведомых валов с изменяющейся в течение одного оборота угловой скоростью, каждый из которых включает кривошип, закрепленный на приводном валу и кинематически связанный с дебалансом, при этом дебалансы развернуты друг относительно друга на 180°, отличающиеся тем, что он снабжен вторым корпусом, соединенным с первым корпусом с возможностью управляемого перемещения одного относительно другого в плоскости, перпендикулярной к осям валов, каждый ведомый вал связан с индивидуальным приводным валом по средствам поступательной кинематической пары, образованной кривошипом и пазом в дебалансе, числа дебалансов и приводных валов равны восьми, приводные валы установлены во втором корпусе и связаны между собой парами одинаковых зубчатых колес, в каждой группе из четырех балансов дебалансы попарно развернуты друг относительно друга на 180°, а относительно дебалансов в другой группе на 90°, при этом их центры вращения и центры вращения приводных валов лежат в вершинах квадратов (RU №2097600, F03G 3/00, В06В 1/16, опубл. 1997.11.27.).
Недостатком данного известного инерционного движителя является сложность решения задач нейтрализации обратного хода, обусловленного
наличием инерционного момента, по направлению противоположного направлению рабочего хода.
Основной задачей, решаемой изобретением, является создание инерционного движителя, способного создавать тяговую силу одного направления, с опорой на собственный корпус. Дополнительно решаются задачи увеличения создаваемой силы. Благодаря этому возможно повысит эффективность использования инерционного движителя в транспортных средствах.
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении пропульсивной способности при сохранении пространственной стабилизации корпуса объекта, так как плоскость корпуса имеет только одну точку вращения. Применяя два и более центра вращения, мы получаем точку опоры в самой плоскости корпуса для вращательного движения.
Достигаемый при этом технический результат заключается в том, что
Эксцентрический пульсатор, содержащий корпус с ведомыми валами с закрепленным на каждом из них дебалансным грузом, синхронно вращаемыми во взаимно противоположных направлениях с одинаковой частотой вращения, и отдельные механизмы вращения для каждого ведомого вала, отличающиеся тем, что он снабжен отдельными механизмами вращения в виде электродвигателей для каждого ведомого вала, расположенного вертикально и несущего на конце лопасть, развернутую на 90° по отношению к оси вращения ведомого вала, и на каждом плече которой установлен с возможностью свободного перемещения дебалансный груз, при этом каждая лопасть установлена в кольцевой полости отдельной станины, а отдельные станины с лопастями размещены на одинаковом расстоянии друг от друга в соответствующих квадрантах и установлены в направляющих для обеспечения перемещения всех станин в одном направлении, причем отдельные станины подпружинены в направлении перемещения корпуса, а точкой опоры для вращения электродвигателей является плоскость корпуса.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения указанного технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером, который однако не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью признаков, требуемого технического результата.
На фиг.1 - поперечный разрез эксцентрического пульсатора
Фиг.2 - вид в плане на кинематическую систему вращения дебалансных грузов.
Эксцентрический пульсатор представляет собой инерционный движитель для импульсного перемещения транспортных средств относительно любой среды с опорой на собственный корпус. Этот принцип основан на том, что плоскость имеет только одну точку вращения. Применяя два и более центра вращения в плоскости корпуса, мы получаем точку опоры в самой плоскости для вращательного движения. Особенность такого движителя является импульсное перемещения в заданном направлении объекта, оснащенного этим приводом, обусловленная формированием внутри объекта внутренних инерционных импульсов за счет синхронного вращения дебалансных грузов.
В предлагаемом техническом решении использован принцип изменения от нуля до максимальной величины центробежной силы в системе вращающихся дебалансов с переменной степенью эксцентриситета за период оборота при постоянной их массе за счет периодического изменения скалярной и векторной величины их центробежного ускорения.
Эксцентрический пульсатор содержит корпус 1 объекта, на котором размещены четыре отдельные станины 7, расположенные параллельно вдоль направления движения 11 и механизмами вращения.
Каждый механизм вращения включает в себя ведомый вал 3, располагаемый вертикально и вращаемый от электродвигателя 4. На другом конце ведомого вала 3 установлена лопасть 5, развернутая на 90° по отношению к оси вращения ведомого вала. Лопасть выполнена с одинаковыми по длине плечами относительно оси ее вращения (оси ведомого вала). На каждом плече лопасти 5 установлен с возможностью свободного перемещения вдоль этого плеча дебалансный груз 6.
Каждая лопасть установлена в кольцевой полости отдельной станины 7, установленного в направляющих 8 для обеспечения перемещения станины 7 относительного основного корпуса объекта в заданном направлении, при этом
станина 7 подпружинена (пружины 9) в направлении перемещения основного корпуса 1.
На корпусе 1 объекта отдельные станины 7 с лопастями размещены на одинаковом расстоянии друг от друга в соответствующих квадрантах и установлены в направляющих 8 для обеспечения перемещения всех станин по ходу движения корпуса 2, причем лопасти на ведомых валах, с насаженными на них дебалансными грузами, в отдельных корпусах синхронно вращаются во взаимно противоположных направлениях с одинаковой частотой вращения.
Применяя два и более двух центров вращения, мы получаем точку опоры в самом корпусе для вращательного движения.
При вращении ведомых валов 3, возникающие горизонтальные центробежные силы уравновешиваются, и инерционный движитель находится в нейтральном состоянии. Это достигается тем, что все дебалансы 6 вращаются синхронно в противоположные стороны с одинаковой угловой скоростью и имеют одинаковые геометрические размеры, а поэтому в любой момент времени возбужденные ими вышеуказанные центробежные силы равны по величине и направлены в противоположные стороны под одним и тем же углом, например, к своим горизонтальным осям. Вертикальные центробежные силы распределяются следующим образом. При первом пол обороте дебалансный груз 6 увеличивает свою кинетическую энергию за счет увеличения радиуса вращения R. Во вторые пол оборота вертикальная центробежная сила дебалансного груза 6 создает давление на станину 7 в верхней ее части и перемещает по ходу движения корпуса 1. Так как система «станина 7 - пружина 9 - корпус 1» взаимосвязаны, этот импульс передается на корпус и сдвигает по ходу его движения (стрелке А).
При перемещении груза в другие квадранты происходит возврат станин под действием пружин в исходное положение, при этом возврат осуществляется в период уравновешивания векторов импульсных сил.
Стабилизация корпуса объекта в пространстве осуществляется гироскопической системой 10.
Настоящая полезная модель промышленно применима, может быть реализована с использованием известных технологий, обычно применяемых в машиностроении при изготовлении систем вращения с приводом от электродвигателей.
Прошу присвоить названию изобретения специальное наименование «Эксцентрический пульсатор Симоняна» («ЭПУС»).