СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПО ПЛОСКОСТИ БОЛЬШЕЙ ПЛОТНОСТИ В УСЛОВИЯХ ГРАВИТАЦИИ
METHOD OF HIGH-DENSITY PLANE DISPLACEMENT IN GRAVITY CONDITIONS

Изобретение относится к способам передвижения и является устройством, которое может быть использовано в качестве транспортного средства широкой области применения от детских игрушек и роботов инженерного назначения, до большинства видов существующего транспорта.
Прототипом изобретения выбран шароход Тигунцева С.Г. Патент 2297356 от 2002.12.05, где перемещение внутреннего устройства сферы осуществляется за счет смещения центра тяжести, расположенного в нижней полусфере. Недостатком изобретения является наличие колеса между центром тяжести (двигателем) и сферой, что конструкционно не позволяет выполнить центр тяжести у границы сферы и достичь максимальной устойчивости. Так же не решена проблема управления, связанная с синхронизацией вращения колес внутри сферы, что затрудняет применимость изобретения описанного автором.
Целью изобретения является использование способа передвижения путем размещения внутри сферы самоходной тележки, исключающей указанные недостатки и облегчающей применимость изобретения.
Техническим результатом предложенного изобретения является совмещение сферы и самоходной тележки с несущими колесами, расположенными в одной плоскости (классическим или ромбовидным расположением колес), оборудованной движителем, обладающей центром тяжести, смещенным к нижней границе сферы, с элементом конструкции, исключающим переворот самоходной тележки в ходе экстремального ускорения. В результате этого достигается повышение устойчивости, управляемости изобретения, а так же оптимизация конструкции и повышение универсальности использования, проходимости, эффективности, безопасности передвижений, кроме этого появляется возможность использования других особенностей изобретения.
Техническим решением предложенного изобретения является использование герметичной сферы, а равно сферы с клапанами, контролирующими связь с внешней средой, в которой размещена тележка с колесами, расположенными в одной плоскости, движителем, элементами управления, контроля и обеспечения дополнительной устойчивости.
При движении ведущих колес тележки осуществляется движение сферы в том же направлении, за счет смещения центра тяжести. При повороте, в ходе движения, обеспечивается смещение вектора движения ведущих колес и центра тяжести внутри сферы в направлении поворота колес, за счет чего обеспечивается изменение направление движения сферы. В ходе экстремального ускорения при смещении тележки в верхнюю часть сферы упор, жестко прикрепленный к каркасу, обеспечивает невозможность переворота внутри сферы, и при уменьшении ускорения обеспечивает возврат тележки в надлежащее положение. Таким образом, обеспечивается повышенная устойчивость, управляемость, универсальность, скорость, безопасность и проходимость транспортного средства.
Способ повышения универсальности, проходимости и устойчивости основан на том, что подвижная сфера имеет значительно смещенный к нижней границе центр тяжести, чем достигается максимальная устойчивость в ходе движения и возможность преодоления препятствий. Перечисленные особенности и плавучесть обеспечивают универсальность - сравнимые характеристики движения по земле, воде и на сложных участках пути.
Способ повышения управляемости заключается в возможности использовании принципов классического автомобильного поворотного механизма и в возможности дополнительного повышения управляемости, за счет использования механизма поворота всех колес или обеспечивающего синхронный поворот двух колес при ромбовидном их расположении внутри сферы.
Способ повышения эффективности энергозатрат основан на том, что за счет небольшой площади соприкосновения с поверхностью достигается снижение силы трения, за счет вращения повышаются аэродинамические свойства сферы.
Способ повышения проходимости основан на большом диаметре сферы, чем достигается возможность преодолевать сравнимые по размеру вертикальные препятствия, при этом вращение сферы, при небольшом давлении на поверхность, обеспечивает эффективность движения по горизонтальным препятствиям. Герметичность и контролируемая связь с атмосферой обеспечивают возможность стабильных характеристик движения по болотистой местности и водной среде, а так же на границах сред.
Способ повышения безопасности, основан на том, что центр тяжести смещен к нижней части шара и на общем моменте вращения. При столкновении с препятствием центр тяжести, стремясь к препятствию, разворачивает полезную нагрузку в дальнюю от препятствия часть шара, при этом момент вращения сферы распределяет энергию столкновения. Это обеспечивает безопасность внутри сферы.
Пассивная безопасность достигается отсутствием поражающих выступов из твердого материала на ровной внешней поверхности шара и моментом вращения, распределяющем вектор столкновения с внешним объектом.
Пример работы способа. При движении тележки "5" по внутренней поверхности сферы "1" крутящий момент от колес тележки "6" за счет силы трения передается внутренней поверхности сферы "1", в результате чего смещается центр тяжести "4" и создается момент вращения в направлении движения тележки, и происходит перемещение сферы по поверхности "7". Поворот колес "6" обеспечивает смещение центра тяжести "4" и вектора движения в сторону поворота, и обеспечивает поворот сферы "1" в соответствующем направлении. При этом устройство "8" обеспечивает упор для безопасности в случае экстремального ускорения и перемещения тележки в верхнюю часть сферы, по окончании ускорения центр тяжести сместится вниз под собственным весом, упор, при этом обеспечивает защиту от переворота тележки.
Предлагаемый способ перемещения позволяет повысить показатели устойчивости, управляемости, универсальности, проходимости, эффективности, безопасности и скорости передвижения.
Изобретение поясняется фиг.1, на которой показан способ перемещения самоходной тележки внутри сферы, где
1 - сфера
2 - элемент управления
3 - полезная нагрузка
4 - место двигателя (центр тяжести)
5 - тележка
6 - колеса тележки
7 - поверхность
8 - упор безопасности.
Литература:
Патент 2297356 от 2002.12.05 "Шароход Тигунцева С.Г."
Журнал Спутник ЮТ, №1, 2001 г "Шароход"
Журнал «Юный Техник» №5 1971 год "Шароход, пока - игрушка"
За рулем, 2004, №8, стр. 106-110
Патент 2397908 от 26.01.2009 Столбов В.И. Ахмедьянов Д.Т.
Интернет: http://carakoom.com/blog/6975
Интернет: http.//www.freepatent.ru/patents/2489270
Интернет: https://auto.vercity.ru/catalog/auto/sbarro/.