ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО

ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
. Нолезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве транспортного средства для роботов при автоматизации работ в недоступных или опасных для человека местах. Например, при дефектоскопии труб, изготовленных из различных материалов, как бесшовных, так и с внутренними швами продольными, спиральными, поперечными, воздуховодов, газопроводов, устройств различного назначения с замкнутыми объемами и различной конфигурации, на горизонтальных участках, на подъемах и спусках с малыми углами, на пересеченной местности с преодолением незначительных препятствий в виде мелких камней, небольших впадин, веток и пр. Габариты транспортного средства могут быть различными в зависимости от назначения. Известно транспортное средство, состоящее из нескольких сочлененных звеньев, в состав которого входит ведущее звено и ведомые звенья. Каждое из звеньев выполнено в виде кузова, снабженного колесами (см.описание к патенту РФ .№ 2041104, В 62 Д 13/04, 1995 /1/). Недостатком известного транспортного средства является его малая проходимость, обусловленная иснользованием колес в качестве движителей, а также сложность системы управления транспортным средством, т.к. для ее реализации требуется выполнять проезжую часть из материала, содержащего магнитные частицы.
Известно транспортное средство, состоящее из нескольких сочлененных звеньев, в состав которого входит ведущее звено и ведомые звенья. Каждое из звеньев выполнено в виде кузова, снабженного колесами (см.описание к патенту РФ № 2096230, В 62 Д 13/04, 1997 /2/). Недостатком известного транспортного средства является его малая проходиМПК в 62 Д 57/00
мость, обусловленная использованием колес в качестве движителей, а также сложность системы управления транспортным средством, т.к. для ее реализации требуется выполнять проезжую часть из материала, содержащего магнитные частицы.
Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является транспортное средство, содержащее сочлененные между собой ведущее и ведомые звенья, корпуса которых выполнены в виде тел вращения (см. 91 ICAR Fifth International Conference on Anvanced Robotics. Robots in Unstructured Environment, Jule 19-22, 1991, p.297-302 /3/).
Недостатком известного средства является ограниченность сферы его использования, а именно - только в трубах, внутренний диаметр которых ненамного больше поперечного размера корпуса. Это обусловлено конструкцией движителя - набором колес, соединенных рамой в виде параллелограмма и слегка выступающих за габариты корпуса, которые должны упираться в стенки трубы. Ноэтому известное средство не может перемещаться по горизонтальным поверхностям и преодолевать имеющиеся на них препятствия.
Заявляемое в качестве полезной модели транспортное средство направлено на расширение функциональных возможностей, в частности, на обеспечение передвижения не только по трубам, но и по горизонтальным поверхностям с различными препятствиями.
Указанный результат достигается тем, что транспортное средство содержит сочлененные ведущее и ведомые звенья с корпусами в виде тел вращения, при этом корпуса всех звеньев выполнены из двух одинаковых половин с возможностью их вращения относительно размещенного между ними диска, жестко закрепленного на оси, концы которой установлены в подшипниках, закрепленных в каждой из половин, нри этом ведущее звено снабжено двумя электродвигателями, каждый из которых размещен в соответствующей половине корпуса, их роторы установлены
на упомянутой оси, а статоры жестко соединены со своей ноловиной корпуса, причем сочленения, соединяющие звенья, закреплены на дисках.
Указанный результат достигается также тем, что корпус каждого из звеньев выполнен из двух половин шара.
Указанный результат достигается также тем, что корпус каждого из звеньев выполнен из двух половин эллипсоида вращения.
Указанный результат достигается также тем, что корпус каждого из звеньев выполнен из двух половин цилиндра.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются:
-выполнение корпуса всех звеньев из двух одинаковых половин с возможностью их вращения относительно размещенного между ними диска, жестко закрепленного на оси, концы которой установлены в подшипниках, закрепленных в каждой из половип;
-снабжение ведущего звена двумя электродвигателями, каждый из которых размещен в соответствующей половине корпуса, их роторы установлены на упомянутой оси, а статоры жестко соединены со своей половиной корпуса;
-закрепление сочленений, соединяющих звенья, на дисках;
-выполнение корпуса каждого из звеньев из двух половин шара;
-выполнение корпуса каждого из звеньев из двух половин эллипсоида вращения;
-выполнение корпуса каждого из звеньев в виде двух половин цилиндра.
За счет предложенной формы выполнения корпусов всех звеньев, а ведущего звена с двумя электродвигателями в нем транспортное средство получает возможность совершать не только прямолинейное движение, но и криволинейное с различным радиусом кривизны.
Корпус может быть выполнен из двух половин шара. В этом случае транспортное средство обладает большей маневренностью и может легко преодолевать различного рода препятствия.
Выполнение корпуса транспортного средства в виде двух половин эллипсоида враш;ения позволяет расширить сферу его использования, например, в трубопроводах большого сечения, приблизив кривизну корпуса к кривизне трубопровода, что облегчит его перемеш;ения. Выполнение корпуса транспортного средства в виде двух половин цилиндра также позволяет расширить сферу его использования, в частности на горизонтальных плоскостях с созданием минимального удельного давления на поверхность перемещения.
Закреплепие сочленений, соединяющих звенья на дисках, обеспечивает буксировку ведомых звеньев ведущим звеном с вращением половинок корпуса, т.е. выполнение ими функции колес.
Сущность заявляемого транспортного средства поясняется примером реализации и чертежами.
На фиг. 1 представлен общий вид ведущего звена транспортного средства (а) с частичными разрезами и (б) в виде половин шара; на фиг.2 показан внешний вид диска, подвешиваемого на ось; на фиг.З показан внешний вид транспортного средства, корпуса звеньев которого выполнены в виде различных тел вращения - эллипсоида и цилиндра; на фиг. 4 - общий вид транспортного средства из трех звеньев; на фиг.З (а) и (в) схематично представлено транспортное средство в момент изменения направления движения (вид сверху); на фиг.6 схематично показарю транспортное средство в трубе в разрезе; на фиг.7 нредставлено транспортное средство, одно из звеньев которого преодолевает небольшое препятствие в виде камня; на фиг.8 представлена схема, поясняющая высокую устойчивость транспортного средства и его отдельны
звеньев; на фиг.9 ноказано нреодоление транспортным средством выемки.
Транспортное средство в одном из частных случаев содержит звенья, корпуса которых выполнены в виде шара, состоящего из двух полых полусфер 1. Внутри каждой полусферы ведущего звена размещено устройство перемещения транспортного средства в виде электродвигателя (целесообразно плоского), статор 2 которого укреплен на внутренней дискообразной стенке корнуса (полусферы 1). Ротор электродвигателя (на чертежах не показан) установлен на оси 3. На этой же оси установлен ротор электродвигателя второй полусферы транспортного средства. Статор 2 второй полусферы так же, как и статор 2 первой полусферы, укреплен на внутренней дискообразной стенке полусферы. В центре на оси 3 жестко крепится диск 4. Диск 4 имеет полую часть 5 и часть 6, утяжеленную таким образом, что диск 4 в транспортном средстве имеет центр тяжести, значительно смещенный ниже оси 3. Диск 4 жестко (неподвижно) крепится на оси 3 с помощью, например, ушек 7. Ось 3 с диском 4 и роторами электродвигателей устанавливается в подшипники 8 таким образом, что полусферы 1 не могут смещаться по оси 3, сохраняя форму шара с «вырезом по центру, через который просматривается диск 4. Соответственно, любое ведомое звено содержит только две полых полусферы 1, ось 3, установленную в подшипниках 8 и закрепленный жестко на оси диск 4. В ведомых звеньях известным образом могут размещаться источники энергоснабжения для работы электродвигателей ведущего звена, а также любая полезная нагрузка - транспортируемые грузы (сьшучие, жидкие и т.д.) или приборы, если транспортное средство используется для диагностики поверхности перемещения или наблюдения.
ной гибкостью, чтобы обеспечить смещение звеньев относительно друг друга при движении по криволинейной поверхности или при преодолепии препятствия.
Транспортное средство функционирует следующим образом. При подаче электрического тока одной полярности на электродвигатели двух полусфер 1 ведущего звена от бортового или внешнего источника тока в обмотках роторов и статоров 2 электродвигателей наводятся электромагнитные поля, которые, взаимодействуя, будут пытаться развернуть ротор и статор в разные стороны относительно друг друга. Так как сила реакции роторов вследствие укрепленного на валу 3 груза - диска 4 превышает силу качения двух полусфер 1, па внутренних дискообразных поверхностях которых неподвижпо закреплены статоры 2 электродвигателей, статоры 2 будут проворачиваться относительно роторов и транспортное средство начнет перемещаться по поверхности прямолинейно.
Если напряжение не одинаковое, но одной полярности, то скорости вращения полусфер будут разные и транспортное средство будет перемещаться по криволинейной траектории, кривизна которой будет зависеть от разницы скоростей вращения полусфер.
Поскольку ведущее и ведомые звенья соединены сцепкой, закрепленной на дисках 4, то передаваемое через сцепку тяговое усилие заставит вращаться полусферы ведомых звеньев, оставляя ненодвижными диски.