Гибридный колесно-шагающий движитель

Полезная модель относится к области транспортной техники и может быть использована для увеличения скорости передвижения и повышения маневренности транспортных средств шагающего типа.
Известен шагающий движитель по патенту на изобретение №2254260, МПК B62D 57/028, опубликованному 20.06.2005, содержащий ступицу колеса, пары рычагов, сочлененные с опорными пятами, с корпусами шарниров, расположенных по периферии граней ступицы, сочлененной с осью или валом машины, через указанные пары рычагов, сочлененных шарнирами, шарнирно сочленены опорные пяты, при этом в полости корпусов шарниров установлены предварительно напряженные резиновые подушки, входящие в контакт с опорой рычага, причем в свободном положении пяты расположены перпендикулярно осям рычагов под действием сил предварительного напряжения подушек, а при вращении колеса впереди идущая пятка пяты касается опорной площади, прогибая силой веса движителя на подушках сочленения рычагов относительно их осей и создавая реактивную силу, направленную в сторону движения относительно опорной площади при переводе веса движителя на впереди идущую пяту.
Недостатком данной конструкции является то, что при движении по опорной поверхности, содержащей препятствия, впереди идущая пята при постановке на препятствие испытывает повышенные динамические нагрузки, что приводит к снижению скорости перемещения, быстрому износу шарниров рычагов и выходу из строя элементов движителя.
Известен шагающий движитель по патенту на полезную модель №154555, МПК B62D 57/032, B62D 57/02 опубликованному 27.08.2015, содержащий корпус, смонтированный с возможностью возвратно-поступательного перемещения посредством реверсивного привода на верхней горизонтальной штанге, на концах которой смонтированы пары поперечно разнесенных выдвижных вертикальных опорных стоек, и прикрепленную к его нижней части на вертикальном шарнире, связанную с реверсивным приводом поворота платформу, снабженную дополнительной горизонтальной штангой, связанной с приводом ее возвратно-поступательного перемещения, при этом опорные стойки платформы прикреплены к дополнительной штанге аналогично стойкам штанги корпуса, расстояние между наружными крайними точками пары стоек нижней штанги меньше расстояния между внутренними крайними точками каждой пары стоек верхней штанги, а расстояние между парами опорных стоек на обеих штангах одинаково.
Недостатком данной конструкции является сложность и повышенная масса конструкции, а также низкая скорость перемещения в сравнении движителями с аналогичными массогабаритными показателями.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является известный составной шагающий инсектоморфный движитель по патенту на полезную модель №166237, B62D 57/02, B62D 57/032 опубликованному 20.11.2016, содержащий корпус, пары поперечно разнесенных опорных стоек, выполненных в виде шарнирного двухзвенного механизма и закрепленных посредством сферического шарнира, отличающийся тем, что корпус выполнен составным из трех одинаковых частей, соединенных последовательно по продольной оси симметрии гибким упругим стержнем с возможностью поворота частей корпуса относительно друг друга, каждая из частей корпуса выполнена в виде многогранника, с каждой из частей корпуса связана одна пара опорных стоек, сферический шарнир закреплён в центре боковой поверхности каждой из частей корпуса, поперечные расстояния между сферическими шарнирами внутри пары стоек, а также продольные расстояния между сферическими шарнирами пар стоек одинаковы.
Недостатком данной конструкции является низкая скорость перемещения.
Задачей является создание новой конструкции, обеспечивающей повышение скорости перемещения движителя.
Техническим результатом заявленной конструкции гибридного колесно-шагающего движителя является повышение скорости перемещения движителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в гибридном колесно-шагающем движителе, содержащем пары поперечно разнесенных опорных стоек, выполненных в виде шарнирного двухзвенного механизма и закрепленных посредством сферического шарнира, корпус, выполненный составным из трех одинаковых частей, соединенных последовательно по продольной оси симметрии гибким упругим стержнем с возможностью поворота частей корпуса относительно друг друга, каждая из частей корпуса выполнена в виде многогранника, с каждой из частей корпуса связана одна пара опорных стоек, сферический шарнир закреплён в центре боковой поверхности каждой из частей корпуса, поперечные расстояния между сферическими шарнирами внутри пары стоек, а также продольные расстояния между сферическими шарнирами пар стоек одинаковы, причем на свободном конце каждой из опорных стоек смонтирован колесный движитель в виде электрического мотор-колеса с тормозной системой.
Введение в конструкцию дополнительных колесных движителей в виде электрического мотор-колеса с тормозной системой, смонтированных на свободных концах опорных стоек, позволяет шагающему движителю перемещаться с большей скоростью, чем обычные шагающие движители.
На чертеже изображен общий вид гибридного колесно-шагающего движителя.
Гибридный колесно-шагающий движитель, содержащий корпус 1, пары поперечно разнесенных опорных стоек 2, выполненных в виде шарнирного двухзвенного механизма и закрепленных посредством сферического шарнира 3. Корпус 1 выполнен составным из трех одинаковых частей, каждая из частей корпуса 1 выполнена в виде многогранника, части корпуса 1 соединены последовательно по продольной оси симметрии гибким упругим стержнем 4 с возможностью поворота частей корпуса 1 относительно друг друга. С каждой из частей корпуса 1 связана одна пара опорных стоек 2. Сферический шарнир 3 закреплен в центре боковой поверхности каждой из частей корпуса 1. Поперечные расстояния между сферическими шарнирами 3 внутри пары стоек 2, а также продольные расстояния между сферическими шарнирами 3 пар стоек 2 одинаковы. На свободном конце каждой из опорных стоек 2 смонтирован колесный движитель в виде электрического мотор-колеса 5 с тормозной системой 6.
Гибридный колесно-шагающий движитель работает следующим образом.
Гибридный колесно-шагающий движитель имеет два режима перемещения – шагающий и колесный.
Шагающий режим: перед началом движения в шагающем режиме три из шести стоек 2 находятся в контакте с опорной поверхностью. Такое положение движителя обеспечивает запас устойчивости в статическом положении. При прямолинейном перемещении перед началом движения шагающего движителя пары стоек 2, связанные с частями корпуса 1, совершают симметричную походку, при которой опорные стойки 2 разделены на две группы, каждая из которых состоит из передней и задней стойки 2 одной стороны движителя и средней опорной стойки 2 другой стороны. Опорные стойки 2, принадлежащие одной «тройке», поднимаются и ставятся на опорную поверхность одновременно. Затем цикл перемещения повторяется. При этом поворот на заданный угол при маневрировании осуществляется за счет выбора несимметрично расположенных мест постановки опорных стоек 2. При перемещении движителя по опорной поверхности заранее известного профиля система управления формирует сигналы управляющего воздействия для каждого привода в отдельности, при этом сумма движений каждого из приводов формирует закон перемежения движителя. При этом тормозная система 6 обеспечивает отсутствие вращения мотор-колеса 5. Таким образом, перемещение движителя происходит за счет поочередной смены опорных стоек 2 в опорной фазе.
Колесный режим: в колесном режиме перемещения для повышения характеристик грунтовой проходимости все опорные стойки 2 находятся в контакте с опорной поверхностью, движение происходит за счет вращения электрических мотор-колес 5, тормозная система 6 при этом не задействуется. Маневрирование осуществляется за счет управления угловым положением шарниров, соединяющих части опорных стоек 2.
Заявленная конструкция при перемещении по опорной поверхности сложного профиля за счет введения в конструкцию присоединенных к свободному концу каждой из опорных стоек 2 колесного движителя в виде электрического мотор-колеса 5 с тормозной системой 6, что позволяет увеличить скорость перемещения движителя. Тормозная система 6 выполняет также функцию стопора при перемещении движителя в шагающем режиме.