ТРИЦИКЛ С НАКЛОНЯЮЩИМСЯ ОСТОВОМ И ГРУЗОВОЙ ПЛАТФОРМОЙ ДЛЯ ГОРНЫХ ФЕРМЕРСКИХ ХОЗЯЙСТВ
TRICYCLE WITH TILTING STAND AND LOADING PLATFORM FOR MINING FARMING

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к трехколесным транспортным средствам применяемым в горных условиях эксплуатации и может быть использовано при проектировании трициклов.
Известен трицикл, представляющий собой трехколесное транспортное средство с колесами, симметричными по отношению к средней продольной плоскости, максимальная конструктивная скорость не более 50 км/ч, двигатель с рабочим объемом более 50 см3 [1]. Недостатком этого трицикла является меньшая по сравнению с четырехколесным транспортным средством боковая устойчивость против опрокидывания, которая особенно проявляется в горных условиях эксплуатации.
Известен также трицикл с наклоняющемся остовом и передним управляемым колесом относительно заднего моста в поперечном направлении, наклон обеспечивается электролебедкой путем одновременного наматывания и разматывания тросов при воздействии на пульт управления. Основными недостатками этого трицикла является сложность механизма наклона и не возможность без участия водителя, автоматически сохранять вертикальность остова на косогоре [1].
Технической задачей изобретения является создание надежного и недорогого транспортного средства, приспособленного к работе в фермерских хозяйствах в горных условиях, обладающего повышенной устойчивостью против бокового опрокидывания и курсовой устойчивостью.
Поставленная задача достигается тем, что трицикл с наклоняющимся остовом и грузовой платформой для горных фермерских хозяйств, включающий остов с несущей системой трицикла вместе с передним управляемым колесом и грузовой платформой, с возможностью поворота относительно заднего моста в перпендикулярной, относительно направления движения плоскости, отличающийся тем, что рама с одной стороны шарнирно при помощи двух тяг связана с кожухом заднего моста, который с другой стороны шарнирно связан с грузовой платформой, механизм наклона остова которой состоит из двух электро-винтовых линейных актуаторов, связанных с грузовой платформой шарнирно неподвижными опорами, закрепленными на равных расстояниях от места крепления остова, другими концами также закреплен шарнирно с кожухом заднего моста на равных расстояниях от продольной оси симметрии трицикла, при этом постоянный контроль вертикального положения остова осуществляется маятниковым датчиком крена, а управляющий сигнал исполнительному механизму посылается блоком управления.
Сущность изобретения поясняется чертежами: на фиг. 1 изображена схема трицикла с наклоняющимся остовом в виде грузовой платформы, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сзади.
Трицикл содержит раму 1 (фиг. 1), связанные с ней переднее управляемое колесо 2 и кузов в виде грузовой платформы 3, которые как одно целое могут наклоняться относительно заднего моста 7, с эластичными колесами на концах 5, благодаря шарниру 10, связывающий раму 1 с кожухом заднего моста 12. Актуаторы 13, являющиеся механизмом наклона, связаны с грузовой платформой 3 шарнирно неподвижными опорами 8, закрепленными на равных расстояниях от места крепления остова, другими концами также закреплены шарнирно с кожухом 11 заднего моста 7, который прикреплен к мосту серьгами 12 на равных расстояниях от продольной оси симметрии трицикла.
Согласно изобретению, в трицикле с симметричным расположениям задних ведущих колес и передним управляемым колесом остов вместе с передним управляемым колесом и грузовой платформой, может как одно целое поворачиваться относительно заднего моста в поперечном направлении (боковом), причем кожух заднего моста с одной стороны шарнирно связан с грузовой платформой, механизм наклона которого представляет собой два линейных электро-винтовых актуатора, связан с грузовой платформой шарнирно неподвижными опорами, закрепленными на равных расстояниях от места крепления остова, другими концами также закреплен шарнирно с кожухом заднего моста на равных расстояниях от продольной оси симметрии трицикла, управление механизмом наклона осуществляется автоматически в зависимости от угла наклона опорной поверхности, указанный технический результат достигается за счет установленного на подвижный остов маятникового датчика крена и блока управления (рис. 1). Когда трицикл находится на поперечном склоне, его остов отклонен от вертикали, на это реагирует датчик крена, который осуществляет постоянный контроль положения кузова в окружающем пространстве и посылает импульс в блок управления, который формирует управляющий сигнал исполнительному механизму. В результате механизм наклона включается и стремится поддерживать остов трицикла в вертикальном положении. Так как транспортные средства движутся по склонам с небольшими скоростями, у такой системы будет достаточное быстродействие, чтобы вовремя выравнивать остов трицикла и не допустить его опрокидывание.
Принцип работы системы стабилизации остова трицикла на косогоре показан на рис. 1
Между основными геометрическими параметрами трицикла соблюдается условие:
где: В, L - колея и база трицикла, L=2h; а - расстояние центра масс от оси переднего колеса; h - высота центра масс.
Устойчивость трицикла при движении по косогорам зависит от стабилизации его остова. В качестве одного из оценочных показателей поперечной устойчивости трицикла был принят предельный угол поперечного уклона, на котором трицикл может прибывать и двигается без опрокидывания. Если вертикаль, проведенная через центр тяжести трицикла, проходит через точку контакта колеса (нижнего) с почвой, то трицикл находится в состоянии неустойчивого равновесия и характеризуется углом наклона. Очевидно, что поперечная устойчивость трицикла будет напрямую завесить от положения центра масс. С учетом угла наклона косогора, эластичности шин и податливости грунта, положение центра масс решающим образом влияет на все параметры устойчивости. Для того чтобы заложить в конструкцию трицикла все те необходимые параметры, которые обеспечат его максимальную потенциальную устойчивостью при движении в поперечном направлении склонов, необходимо также рассмотреть возможность перемещения центра масс в сторону возвышенности склона как один из методов, способствующих обеспечению безопасного движения колесных машин. Изменения направления вектора центра тяжести, изменения величины плеча силы тяжести как восстанавливающего момента можно достичь конструктивно, применив стабилизацию остова трицикла с возможностью сохранения его вертикальности. Именно наличие механизма наклона остова позволит выгодно изменять положение центра масс с целью повышения поперечной устойчивости. Так как движение трицикла по горной местности требует предельного внимания от водителя, необходима система, которая осуществляет постоянный контроль положения кузова в окружающем пространстве, таким образом автоматическое сохранение вертикальности остова трицикла на склоне будет способствовать повышенной устойчивости против опрокидывания.
При пребывании и движении трицикла по косогору, изменение положения остова 3 будет осуществляется следующим образом: на отклоненный от вертикали остов 3 трицикла реагирует датчик крена 9, который осуществляет постоянный контроль положения кузова в окружающем пространстве и посылает импульс в блок управления 6, который формирует управляющий сигнал исполнительному механизму 13. В результате механизм наклона 13 включается и автоматически стремится поддерживать остов 3 трицикла в вертикальном положении для предотвращения опрокидывания.
Выполнение трицикла с возможностью автоматического наклона грузовой платформы и рамы вместе с передним управляемым колесом, и возможностью сохранения вертикальности остова трицикла без вмешательства водителя, независимо от угла косогора, с целью предотвращения опрокидывания при превышении предельного угла наклона в поперечном направлении, дает возможность изменять направление вектора центра масс и тем самым повышает его поперечную устойчивость позволяя трициклу:
- двигаться по крутым косогорам, что расширит его возможности эксплуатации в горных условиях;
- увеличить устойчивость против опрокидывания и курсовую устойчивость;
- повысить безопасность движения, способствующие сохранению жизни людей и перевозимых грузов, а также даст возможность находиться водителю в безопасном и удобном положении.
Шарнирное соединение остова трицикла с кожухом заднего моста позволяет наиболее просто изменять их взаиморасположение. Использование линейных актуаторов в качестве основного механизма наклона обеспечивающего изменение взаиморасположения остова и заднего моста, позволяет с наименьшими затратами механизировать процесс наклона.
Датчик крена, осуществляющий постоянный контроль положения кузова в окружающем пространстве посылает импульс в блок управления, который формирует управляющий сигнал исполнительному механизму, последний будет стремится поддерживать остов в вертикальном положении, что дает возможность повысить комфортабельность и безопасность езды.