ПЛАТФОРМА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к безрельсовым транспортным средствам, а именно к универсальным платформам транспортных средств (ТС), например тягачей или прицепов, содержащих пространственную раму.
Из уровня техники известна универсальная модульная безбортовая транспортная платформа (RU 151143 U1, МПК B62D 21/00 опубл. 20.03.2015), состоящая из рамы, мотор-колес, каждое из которых снабжено подвеской, системы силовой установки, которая включает собственно силовую установку, силовые приводные батареи и накопители энергии, и блоков управления и охлаждения. При этом рама выполнена в виде рамы-сэндвич, система силовой установки и блоки управления и охлаждения выполнены из отдельных функциональных модулей, каждый из которых размещен в собственном корпусе и установлен на раме-сэндвич, рама-сэндвич снабжена силовыми элементами крепления для модулей силовой установки и блоков управления и охлаждения, при этом каждый модуль снабжен ответными элементами крепления, размещенными на корпусе модуля, а каждый модуль мотор-колес снабжен независимой подвеской и размещен на силовой раме на элементе крепления, закрепленном на наружной боковой поверхности рамы, непосредственно за внутренней поверхностью мотор-колеса [1].
Главным недостатком известного технического решения является сложность монтажа дополнительного оборудования, так как элементы расположены на раме и отсутствуют предусмотренные места установки навесного и специализированного оборудования, низкая маневренность ТС.
Кроме того, к недостаткам платформы следует отнести следующие:
- возможность использования мотор-колес только в качестве движителей;
- слабая защищенность компонентов-модулей транспортной платформы;
- высокие затраты на разработку модификаций транспортных средств различного назначения и подготовку производства транспортных средств на основе данной универсальной безбортовой платформы;
- неэффективное использование пространства внутри рамы-сэндвича.
Также из уровня техники известно шасси многофункциональной машины для агрегатирования со сменным рабочим оборудованием коммунального назначения (RU 2169095 C1, МПК B62D 63/00, опубл. 20.06.2001), включающее раму, кабину машиниста, двигатель, коробку передач и передний и задний ведущие мосты. При этом рама выполнена из двух шарнирно связанных между собой передней и задней полурам, кабина машиниста размещена в передней части передней полурамы, выдвинута вперед относительно оси переднего моста и выполнена с возможностью откидывания вперед относительно оси переднего моста, двигатель размещен на передней полураме вдоль продольной оси машины с боковым смещением и сторона двигателя, где расположен маховик, направлена вперед по ходу машины, коробка передач размещена на передней полураме с боковым смещением по другую сторону продольной оси машины, параллельно оси двигателя и соединена с последним механически посредством редуктора отбора мощности, при этом двигатель, коробка передач и редуктор отбора мощности размещены на передней полураме, частично за задней стенкой кабины и частично под кабиной [2].
Известен также одноосный тягач (RU 2053152 C1, МПК B62D 53/00, B62D 49/00, опубл. 27.01.1996), содержащий раму, с которой связан ведущий мост с колесами и на которой установлены двигатель, заднее сцепное шарнирное устройство и рулевое управление с исполнительными гидроцилиндрами, одними концами, связанными с рамой. При этом он снабжен установленным на раме передним сцепным устройством, выполненным также, как и заднее сцепное устройство, в виде закрепленного на раме кронштейна, с которым посредством шарнира с вертикальной осью соединен монтажный суппорт для установки на нем сменного технологического оборудования, причем исполнительные гидроцилиндры имеют возможность поворота без демонтажа относительно рамы в горизонтальной плоскости на 180 градусов вокруг вертикальных осей, на которых размещены поворотные гидравлические соединения и которые установлены на дополнительных кронштейнах, закрепленных к раме, при этом свободные концы исполнительных гидроцилиндров шарнирно с помощью разъема соединены с одним из монтажных суппортов, каждый из которых имеет фиксатор для запирания шарнирного соединения с кронштейном, а ведущий вал одноосного тягача выполнен с проходным валом [3].
Главными недостатками технических решений являются их негибкая компоновка, заключающаяся в фиксированном расположении основных узлов шасси, а именно двигателя, трансмиссии, кабины, движителей и других, а также узкая специализация, заключающаяся в возможности создания на их основе только машин коммунального назначения.
Кроме того, к недостаткам шасси многофункциональной машины и тягача следует отнести следующие: высокие затраты на разработку и подготовку производства при их адаптации для решения других задач, большая масса, а также неэкологичность, вследствие использования в их конструкции традиционных двигателя внутреннего сгорания и трансмиссии.
Наиболее близким техническим решением к заявленной полезной модели признана универсальная несущая рама-платформа транспортного средства (RU 2001100117 A, МПК G01M 15/00, B62D 21/00, опубл. 20.03.2003), которая содержит пространственную каркасную трубчатую конструкцию, на которой смонтирован силовой агрегат, различные системы и узлы ходовой части. Упомянутая рама составлена в виде соединенных полых продольных и поперечных лонжеронов, полых вертикальных стоек, а также средств для монтажа отдельных штатных или оригинальных деталей, узлов, систем и агрегатов. Замкнутые полости каркасной трубчатой конструкции заполнены вибро- и шумодемпфирующим веществом, при этом монтажные присоединительные элементы для установки силового агрегата выполнены на раме-платформе как в ее передней, так и в средней и задней частях, с возможностью установки силового агрегата как вдоль, так и поперек продольной оси рамы-платформы [4].
Главными недостатками известного технического решения являются малая универсальность и узкая специализация, так как устройство-прототип предназначено в первую очередь для исследования характеристик установленных на него силовых агрегатов, что делает невозможным его использования для решения других задач, например, в коммунальном, сельском хозяйстве, промышленности и строительстве.
Кроме того, к недостаткам рамы-платформы следует отнести отсутствие элементов крепления сцепки, навесного оборудования, коммуникационных устройств, а также высокие затраты на разработку и конструкторско-технологическую подготовку производства транспортного средства другого назначения на ее базе.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является расширение функциональных возможностей платформы многофункционального транспортного средства, путем обеспечения возможности создания на ее основе машин различного назначения с минимальными затратами на разработку и технологическую подготовку их производства.
Указанная техническая задача решается за счет того, что платформа многофункционального транспортного средства, содержит пространственную раму, выполненную в форме многогранника, на конструктивных элементах которой размещен крепеж для установки как минимум одного движителя. Кроме того, как минимум на одном из упомянутых конструктивных элементов установлены устройства для сцепки, при этом рама выполнена с возможностью размещения внутри нее силовой установки, элементов трансмиссии, накопителей энергии, генераторов, соединительных элементов и устройств управления.
Положительный технический результат, обеспечиваемый раскрытой выше совокупностью конструктивных признаков, состоит в обеспечении возможности создания на основе платформы базового модуля транспортного средства, на основе которого может быть создан широкий модельный ряд транспортных средств различного назначения. Кроме того, одновременно с основным положительным результатом, обеспечивается и ряд дополнительных преимуществ от ее использования, например, достигаются повышенная технологичность, универсальность, простота технического обслуживания и ремонта как самой платформы, так и транспортных средств, построенных на ее основе.
Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид возможного базового модуля транспортного средства, выполненного на основе платформы; на фиг. 2 - вариант платформы, одна из граней которой выполнена из листового материала; на фиг. 3 показан внешний вид транспортного средства, состоящего из двух сцепленных базовых модулей в изометрии.
На фиг. 4 представлено схематичное изображение базового модуля транспортного средства, выполненного на основе платформы.
На фиг. 5 схематично проиллюстрирован способ сцепки двух базовых модулей, а на фиг. 6, 7 - возможный вид транспортного средства, построенного на их базе, дополнительно содержащего грузовую площадку, установленную на поворотных опорах.
На фиг. 8 показан колесный модуль с не приводными и не рулевыми колесами со сцепкой, предназначенный для использования в составе транспортного средства, основой которого является один базовый модуль; на фиг. 9 и 10 показан возможный вид такого транспортного средства, при этом на фиг. 10 показан вариант его исполнения с дополнительно установленной на транспортное средство грузовой площадкой на поворотной опоре.
На фиг. 11 - схематично приведен пример исполнения базового модуля на основе платформы многофункционального транспортного средства с четырьмя движителями.
На фиг. 12 и 13 показан вариант транспортного средства, состоящий из двух базовых модулей на основе универсальных платформ транспортного средства с дополнительно установленной на них грузовой площадкой, при этом предполагается, что один из базовых модулей транспортного средства выполнен рулевым с возможностью поворота вокруг своей вертикальной оси. Второй выполнен четырехколесным. Все или часть из его колес могут быть ведущими, также все четыре - не ведущими. В этом случае вторая платформа используется как прицеп, первая - как тягач. Внутри рамы второй платформы могут располагаться накопители энергии, устройства управления и другие. Колеса второй платформы могут выполнять подруливающие функции, например, за счет разной скорости вращения.
На фиг. 14 и 15 показан вариант транспортного средства с прицепом, где платформа играет роль тягача. Сцепка с прицепом осуществляется с помощью поворотной опоры, расположенной на платформе универсального транспортного средства. Прицеп выполнен с не ведущими и не рулевыми колесами и с низким центром тяжести, что позволяет создать маневренное транспортное средство большой грузоподъемности.
На фиг. 16 и 17 показан вариант транспортного средства, состоящего из одной платформы и опорного ролика, сцепленного с ней.
Платформа многофункционального транспортного средства устроена следующим образом.
Основу ее составляет пространственная рама 1, выполненная в форме многогранника (на фиг. 1 и 2 рама представляет собой двенадцатигранник), полученная по первому варианту соединением, например сварным, профильных элементов 2, в частности стандартных труб квадратного или круглого профиля, проходящих по ребрам упомянутого многогранника. Второй возможный вариант исполнения рамы предусматривает соединение ее граней из листового материала 3. Третий вариант предусматривает комбинированное исполнение рамы 1, с выполнением части граней с помощью соединения профильных элементов, а другой части - из листового материала, при этом не менее одной грани выполнено из профильных элементов и не менее одной грани - из листового материала. Конструкция рамы допускает ее выполнение в форме криволинейного многогранника, то есть ребра и грани рамы могут быть криволинейными. Конструкцией рамы также предусмотрены дополнительные усиливающие элементы 4, которые могут быть выполнены в виде ребер жесткости. Для обеспечения надежности работы узлов, размещаемых внутри платформы многофункционального транспортного средства, многогранник 2 может быть выполнен герметичным или пыле-влагозащищенным, как минимум со стороны четырех граней, кроме того, не менее чем одна грань пространственной рамы закрыта облицовкой.
На переднем торце рамы, на верхнем и нижнем ребрах, установлены устройства для сцепки 5, например, выполненные в виде проушин, а для обеспечения возможности коммутации накопителей энергии 6, генераторов, соединительных элементов и устройств управления, размещаемых на раме 1, она снабжена устройством для коммутации электрических цепей 7.
Платформа многофункционального транспортного средства предусматривает, что на соответствующем крепеже 8 установлен, по крайней мере, один движитель, представляющий собой колесо, мотор-колесо или гусеницу. При этом движитель может быть установлен на независимой подвеске.
Для обеспечения возможности подвеса или установки оборудования, например подметального или поливального, платформа снабжена устройством для крепления навесного оборудования (на фигурах условно не показано).
Силовая установка, которая может быть установлена на платформе, состоит как минимум из одного электромотора или двигателя внутреннего сгорания. При этом двигатель внутреннего сгорания может быть соединен с коробкой передач и, далее, с редуктором-раздаточной коробкой для привода движителей, при этом коробка передач содержит вал отбора мощности для привода навесного оборудования.
Платформа многофункционального транспортного средства выполнена также с возможностью установки на ней конструктивных элементов кузова, к которым относятся в первую очередь грузовой кузов, пассажирский салон и сиденье водителя, а также органов управления транспортным средством, построенным на базе платформы.
Для обеспечения расширения функциональных возможностей транспортного средства, построенного на базе платформы, последняя выполнена также с возможностью установки на нее специализированного и сменного оборудования, например аутригеров, крана или траншейного ковша.
Платформа многофункционального транспортного средства может быть также выполнена с возможностью построения на ее основе высокоманевренного и полуавтономного транспортного средства. Это достигается путем обеспечения возможности установки на ее верхней грани поворотной опоры, а также монтажа конструктивных элементов для установки датчиков, системы гиростабилизации и устройства управления. При этом выходы датчиков подключены к входам системы гиростабилизации, ее выход является входом устройства управления, а выход последнего подключен к силовой установке. В качестве устройства управления при этом целесообразно использовать микропроцессорный контроллер, а для обеспечения полуавтономного функционирования транспортного средства к микропроцессорному контроллеру может быть подключен модуль дистанционного управления, например выносной пульт, присоединенный командным кабелем к контроллеру. Последнее позволит обеспечить режим работы транспортного средства, построенного на основе платформы, по принципу «шагая рядом».
Для обеспечения питания описанных выше устройств, платформа может быть выполнена с возможностью установки на нее генератора электрического тока. Силовая установка может быть выполнена в виде двигателя внутреннего сгорания, который соединен с коробкой передач и, далее, с редуктором-раздаточной коробкой для привода движителей, а коробка передач содержит вал отбора мощности для привода навесного оборудования. Вал отбора мощности может быть соединен с генератором электрического тока.
Платформу многофункционального транспортного средства используют следующим образом.
При создании базового модуля транспортного средства (фиг. 1), на основе предложенной платформы, на раму 1 последовательно устанавливают устройство для коммутации электрических цепей 7, движители на крепеже 8, присоединив их к силовой установке, на устройства для сцепки 5 могут быть установлены прицепные устройства 9. На фиг. 1 показан вариант базового модуля транспортного средства, содержащего два движителя, выполненных в виде колес 10, при этом в качестве силовой установки использован электромотор 11, а на фиг. 3 - транспортное средство, состоящее из двух базовых модулей с дополнительно установленными на них накопителями энергии 6, представляющими собой аккумуляторы, и устройство управления 12. При необходимости, на верхней грани платформы устанавливают поворотные опоры 13. На них или на верхнюю грань платформы, при необходимости, возможна установка грузовой площадки 14.
Во всех вариантах транспортные средства, построенные на основе платформы, при необходимости, оснащают навесным или устанавливаемым оборудованием для коммунальных, сельскохозяйственных, строительных и иных работ. В качестве точек крепления такого оборудования может быть использовано как устройство для крепления навесного оборудования, так и устройства для сцепки. Кроме того, транспортные средства, построенные на основе платформы, оснащаются площадками, кузовами, фургонами или емкостями для перевозки грузов, салонами для перевозки пассажиров. При необходимости транспортные средства оснащают также сиденьем или кабиной водителя с органами управления.
Управление транспортными средствами осуществляет оператор как традиционным способом с помощью органов управления, аналогичных применяемым в автомобилях, тракторах, мотоциклах, так и в полуавтономном режиме с помощью модуля дистанционного управления. Кроме того, в случае выполнения модуля в виде блока беспроводной связи, а микропроцессорного контроллера с возможностью использования для управления им многозадачных операционных систем, с использованием современных интеллектуальных алгоритмов, может быть реализован полностью автономный режим работы транспортного средства.
Список использованных источников
1. Пат. 151143 U1, Российская Федерация, МПК B62D 21/00. Универсальная модульная безбортовая транспортная платформа / Сумкин В.Л. (RU), Пронь А. В. (RU); заявитель и патентообладатель ООО «МАГ МОТОР КОМПАНИ» (RU). №2014133013/11; заявл. 12.08.2014; опубл. 20.03.2015, Бюл. №8. 3 с.; 1 ил.
7
2. Пат. 2169095 С1, Российская Федерация, МПК B62D 63/00. Шасси многофункциональной машины для агрегатирования со сменным рабочим оборудованием коммунального назначения / Гаврилов С.И., Жаворонков А.В., Ратнер Г.Л., Ронинсон Э.Г., Рыбьев В.И., Смирнов Г.Н., Телушкин А.В., Фарафонов В.И., Харкун Б.И.; заявители: Гаврилов С.И., Жаворонков А.В., Ратнер Г.Л., Ронинсон Э.Г., Рыбьев В.И., Смирнов Г.Н., Телушкин А.В., Фарафонов В.И., Харкун Б.И.; патентообладатель ОАО «Научно-исследовательский институт строительного и дорожного машиностроения». Заявка №99122002/28; заявл. 19.10.1999; опубл. 20.06.2001.
6
3. Пат. 2053152 С1, Российская Федерация, МПК B62D 53/02, B62D 49/00. Одноосный тягач / Ронинсон Э.Г., Толмачев А.Н., Фарафонов В.И.; заявители и патентообладатели: Ронинсон Э.Г., Толмачев А.Н., Фарафонов В.И.; заявл. №93018680/11, 07.04.1993; опубл. 27.01.1996.
7
4. Заявка 2001100117 А, Российская Федерация, МПК G01M 15/00, B62D 21/00. Универсальная несущая рама-платформа транспортного средства / Фесина М.И., Шепелев В.А., Шепелев А.В., Волков А.Б., Подкорытов И.В.; заявитель ОАО «АВТОВАЗ»; заявл. №2001100117/28, 03.01.2001; опубл. 20.03.2003.