ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА ШАГАЮЩЕМ ДВИЖИТЕЛЕ Российский патент 1995 года по МПК B62D57/32 

Изобретение относится к транспортным средствам на шагающей основе для использования в условиях бездорожья, болот, тундры, преодоления водных преград и мелководья.

Известно шагающее транспортное средство, содержащее корпус, силовую установку, привод, шагающие опоры, связанные с коленвалами, и дополнительный движитель в виде колеса с гребными лопатками для движения по воде.

Известное транспортное средство с шагающими опорами в виде понтон имеет низкие скоростные данные, металлоемко, неповоротливо. Сдвиг шагающих опор по фазе составляет 180^о, что вызывает большой перепад опор и тряску, разрушающе воздействующую на механизм устройства. Являясь симбиозом шагающего и колесного движителей, конструктивно сложно.

Целью изобретения является обеспечение проходимости в условиях бездорожья, болот, тундры, пересеченной местности при щадящем воздействии на растительный покров и культурные слои почвы, преодоление препятствий (например бревно) и водных преград, как полной воды, так и мелководья, при сохранении самоходности и маневренности, при повышенной гребной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство на шагающем движителе, состоящее из корпуса, силовой установки, привода и шагающих опор, смонтированных на сдвинутых по фазе коленчатых валах, расположенных перпендикулярно продольной плоскости транспортного средства, содержит шагающие опоры двух видов (сплошные и полые), каждая из которых образована из трех последовательно расположенных частей, крайние из которых подвижны в вертикальной продольной плоскости, шарнирно связаны между собой непосредственно на коренных шейках коленчатых валов, причем эти шейки сдвинуты по фазе на угол 30-180^о, оснащены в основании упругими прокладками, причем при движении в земноводном или водном режимах каждая часть опоры образована двумя параллельными несущими стенками, между которыми установлены поворотные гребные лопатки, а при движении в земных условиях, исключающих режим плавания, все части шагающих опор имеют замкнутое сечение и сплошное основание на всю ширину опоры. Оптимальный угол сдвига шагающих опор по фазе, форма опор и упругих прокладок в основании зависят от несущей способности опорной среды (земля, болото, вода) зоной их эксплуатационного обитания.

На фиг. 1 изображено предлагаемое средство, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид спереди; на фиг. 3-5 шагающая опора в двух вариантах на левой половине показаны опоры, работающие в водной и земноводной средах, а на правой опоры, работающие в наземных условиях, а именно на фиг. 3 вид сбоку; на фиг. 4 вид сверху; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 4. на фиг. 6 разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 схема работы шагающих опор в водной среде; на фиг. 8 поперечный разрез по опорам наземного назначения; на фиг. 9 расположение опор на донной части устройства; на фиг. 10 разрез В-В на фиг. 9; на фиг. 11 разрез Г-Г на фиг. 9.

Транспортное средство на шагающем движителе содержит корпус 1, в донной части которого располагаются кронштейны 2, служащие основанием для коленвалов 3, получающих движение через привод, например цепную передачу 4, набор шагающих опор 5, шарнирно связанных между собой в единое целое на коренных шейках коленвалов, причем крайние шагающие опоры в своей конечной части шарнирно связаны с подвижными по высоте, за счет например гидроцилиндров 6, коленвалами 7.

Шагающие опоры 5 подразделены на две группы: I группа водные и земноводные опоры (фиг. 3-6 левые половины, фиг. 9-11) полой формы, образованной двумя параллельными несущими стенками 8, объединяемыми в единое целое опорными шарнирными узлами на шейках коленвалов 3 и 7 и соединительными стержнями 9, а также осями подвижных гребных лопаток 10, имеющих в сечении форму подводного крыла. Угол атаки гребных лопаток фиксируется упорами 11. В опорной части шагающие опоры 5 оснащены упругими прокладками 12 в форме бульбы или полубульбы. Для заполнения водным потоком полного сечения полости между стенками 8, что гарантирует работоспособность и отдачу гребных лопаток 10. Опорные узлы-шарниры шагающих опор располагаются выше уровня гребных лопаток.

II группа опоры наземного назначения (фиг. 3-6 правая половина, фиг. 8). Опоры в сечении имеют форму от прямоугольника до полусферы 13, в основании оснащены упругими прокладками 14 и 15. Для обеспечения лучшей контактной связи с основанием (дорогой) упругие прокладки в зоне подошвы имеют рифленую поверхность.

Работа транспортного средства в обычных наземных условиях идентична работе традиционного шагающего устройства.

Получая от привода посредством, например, цепной передачи 4 вращательное движение коленвалы 3 и 7, шарнирно связанные с набором шагающих опор 5 за счет исполнения опорами функций шатунов, преобразуют его в возвратно-поступательное движение шагающих опор, сообщая транспортному средству способность перемещаться.

Поворот (маневр) транспортного средства осуществляется за счет разности скорости движения правой и левой половин наборов шагающих опор 5.

Задний ход осуществляется за счет перемены направления вращения. Преодоление препятствий (бревно) осуществляется за счет приподнимания с помощью, например, гидроцилиндров 6 переднего или заднего коленвалов 7, находящихся в шарнирной связи с оконечностями шагающих опор 5. Приподнимание концевых частей шагающих опор резко сокращает длину опор, тем самым уменьшает степень контактности опор с основанием, значит и степень бокового сопротивления основания повороту опор, что способствует совершению маневра, с этой же целью опоры, расположенные в центральной части транспортного средства, имеют приподнятость в середине пролета.

Работает транспортное средство в водной среде следующим образом.

Корпус водоизмещающий плоскодонный, со скосами в носовой и кормовой частях, для размещения подвижных по вертикали оконечных шагающих опор. Шагающие опоры 5, оснащенные гребными лопатками, в зависимости от нахождения (выше или ниже нейтральной линии, проходящей по оси коленвалов) исполняют двоякие функции, а именно: находясь выше нейтральной линии, под напором встречного потока воды, гребные лопатки 10, стремясь принять горизонтальное положение и дойдя до упора 11, останавливаются под определенным заданным углом к потоку воды (углом атаки), чем создают гидродинамическую силу, направленную вверх, в то же время верхняя поверхность гребных лопаток создает разрежение под ними, что, в свою очередь, образует дополнительную силу, выталкивающую транспортное средство из воды. В совокупности под воздействием указанных выше сил транспортное средство всплывает к поверхности воды, что резко снижает влияние гидростатического сопротивления корпуса водной среде; гребные лопатки 10 шагающих опор 5, занимающих положение ниже нейтральной линии, под влиянием потока воды дойдя до стержня 9, принимают вертикальное положение и, упираясь в водную среду, сообщают транспортному средству движение (см. фиг. 7).

Работает транспортное средство в условиях мелководья следующим образом.

Процесс "шагания" транспортного средства осуществляется за счет опорной связи основания шагающих опор с основанием земной поверхности. При нахождении транспортного средства на воде (на плаву) и потере шагающими опорами опорной связи с основанием (дном) опорой становится донная часть корпуса транспортного средства, само шагающее устройство приобретает качество судна, а шагающие опоры, оснащенные гребными лопатками, находясь во взвешенном состоянии, становятся водным шагающим движителем.

При мелководье традиционные суда (винтовые и др.) теряют управляемость и способность самостоятельно сняться с мели. Шагающее устройство, имеющее водоизмещающий корпус, при соприкосновении с дном способно самостоятельно перемещаться, не теряя маневренности.

Реки, оставаясь важной транспортной магистралью, мелеют и судоходство по ним традиционных судов на винтовом и других движителях становится проблематичным, применение судов на шагающем движителе поможет решить эту задачу.

Использование изобретения позволит достичь проходимости в условиях пересеченной местности, бездорожья, болот, тундры при щадящем воздействии на растительный покров и культурные слои почвы, преодоления водных преград, сохраняя способность продвижения и маневрирования в условиях мелководья, плавность хода и преодоление препятствий, иметь повышенную гребную мощность.

Изобретение относится к транспортным средствам с шагающими движителями. Средство содержит опоры из трех последовательно расположенных частей, крайние из которых подвижны в вертикальной плоскости, шарнирно связаны между собой непосредственно на шатунных шейках коленчатых валов. 3 з. п. ф-лы, 11 ил.

1. ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО НА ШАГАЮЩЕМ ДВИЖИТЕЛЕ, содержащее корпус, силовую установку, привод, шагающие опоры, смонтированные на сдвинутых по фазе коленчатых валах, расположенных перпендикулярно к продольной плоскости транспортного средства, отличающееся тем, что каждая опора оснащена в основании упругими прокладками и образована из трех последовательно расположенных частей, крайние из которых подвижны в вертикальной плоскости, шарнирно связаны между собой непосредственно на шатунных шейках коленчатых валов, причем эти шейки сдвинуты по фазе на угол 30 180^o, при движении в условиях водного и амфибийного режимов опоры образованы двумя параллельными несущими стенками, между которыми установлены поворотные гребные лопатки, а при движении в земных условиях и мелководья шагающие опоры имеют сплошное основание на всю ширину их подошвы. 2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шагающие опоры имеют сдвиг по фазе 120 180^o для использования в условиях полной воды и мелководья с песчано-гравийным дном. 3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шагающие опоры имеют сдвиг по фазе 90 120^o для использования в условиях мелководья при илистом дне и водонасыщенной земной поверхности. 4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шагающие опоры имеют сдвиг по фазе 30 90^o для использования в условиях земной среды типа тундра, болото, пашня, грунтовые дороги.