ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 1996 года по МПК B62D57/32 

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано при строительстве и ремонте лесовозных дорог.

Известно транспортное средство, включающее корпус, установленный на движителях, по крайней мере, два из которых шагового перемещения, содержащие опору, а также механизм продольного перемещения и импульсный механизм подъема, связанные между собой устройством синхронизации. Особенностью этого транспортного средства является то, что инертная масса импульсного механизма подъема каждого из его шаговых движителей установлена на рычаге, связывающем опору с корпусом транспортного средства. Такое соединение указанных элементов известного транспортного средства приводит в процессе его работы к значительным удельным энергозатратам.

Цель изобретения снижение энергозатрат.

Для этого в транспортном средстве, включающем корпус, установленный на движителях, по крайней мере два из которых шагового перемещения, содержащие опору, а также механизм ее продольного перемещения и импульсный механизм ее подъема, связанные между собой устройством синхронизации, механизм подъема выполнен в виде силового цилиндра, корпус которого неподвижно соединен с опорой, а шток связан с инертной массой, которая, в свою очередь, через упругий элемент, связана с опорой.

На фиг. 1 изображена схема транспортного средства с последовательно расположенными опорами; на фиг. 2 вариант выполнения импульсного механизма подъема; на фиг. 3 общий вид одного из шаговых движителей транспортного средства; на фиг. 4 то же, вид сверху; на фиг. 5 варианты графиков изменения усилий прижима и тяги во времени.

Транспортное средство включает движители по крайней мере два из которых шагового перемещения. У транспортного средства с двумя шаговыми движителями (фиг. 1) имеются опоры 1 и 2, на которых неподвижно установлены импульсные механизмы подъема 3 и 4. Корпус 5 транспортного средства имеет связи 6 с опорами 1 и 2. Эти связи могут быть выполнены, например, в виде серег (фиг. 1) проушин (фиг. 3 и 4) и т.п.

Для продольного перемещения корпуса 5 относительно опор 1 и 2 между каждой из опор и корпусом установлен механизм продольного перемещения, например, гидроцилиндр 7, одна из взаимоподвижных частей которого шарнирно соединена с соответствующей опорой, а другая с корпусом 5. Для перемещения опор относительно корпуса могут быть предусмотрены отдельные дополнительные приводы. Возможен и другой вариант оказанный на чертежах, когда, например, оба эти привода совмещены в одном гидроцилиндре 7, в одну из полостей которого подают рабочую жидкость для перемещения корпуса относительно опоры, а в другой его полости установлена пружина 8 для перемещения опоры относительно корпуса в исходное положение и гашения инерции горизонтального движения опоры и корпуса транспортного средства.

Импульсный механизм подъема каждого шагового движителя содержит корпус 9, инертную массу 10, упругий элемент, например, пружину 11, а также исполнительный цилиндр, например, гидроцилиндр 12 (фиг.2). Корпус каждого такого гидроцилиндра 12 неподвижно связан с соответствующей опорой. Эта связь может быть осуществлена, например, через корпус 9 импульсного механизма подъема (фиг. 1 и 3) либо непосредственно (этот вариант на чертежах не показан). Шток этого гидроцилиндра 12 соединен с инертной массой 10, которая, в свою очередь, связана с соответствующей опорой непосредственно, либо через корпус 9 импульсного механизма подъема. Корпус 9 также неподвижно закреплен на соответствующей опоре. Режим работы исполнительного цилиндра целесообразно выбирать из соображений совпадения частоты его перемещений и собственной частоты системы "инертная масса упругий элемент корпус импульсного механизма подъема".

Механизм продольного перемещения и импульсный механизм подъема связаны между собой устройством синхронизации (на чертежах не показано). В рассматриваемом примере с устройством синхронизации связан гидроцилиндр 7 механизма продольного перемещения и гидроцилиндр 12 импульсного механизма подъема. Устройство синхронизации управляет этими гидроцилиндрами через соответствующие гидрораспределители (на чертежах не показаны), обеспечивая их включение и выключение с необходимой частотой. Оно может быть выполнено, например, в виде генератора переменного напряжения.

Связи 6 корпуса 5 с опорами 1 и 2 могут вторыми концами подсоединяться, например, к корпусу гидроцилиндра 12 (фиг. 1), корпусу 9 (на чертежах этот вариант не показан) либо непосредственно к опоре (фиг. 3 и 4). Количество таких связей 6 определяется условиями обеспечения транспортному средству статической устойчивости. Для обеспечения поперечной устойчивости в конструкциях с последовательным расположением опор 1 и 2 (фиг. 1 и 2), каждая из них должна иметь по крайней мере одну связь с корпусом, исключающую возможность поперечного поворота. В этом случае связи 6 нецелесообразно подсоединять цилиндрическими шарнирами. При параллельном расположении опор 1 и 2 для обеспечения продольной устойчивости, каждая из них должна иметь по крайней мере две связи 6, разнесенные в направлении движения.

Связь одной из взаимно подвижных частей гидроцилиндра 7 с соответствующей опорой может быть осуществлена либо через корпус 9 импульсного механизма подъема, либо непосредственно (этот вариант на чертежах не показан).

В реальной конструкции между корпусом тягача и опорами должны быть установлены амортизаторы, например, рессоры.

Транспортное средство перемещается следующим образом.

В рабочие полости гидроцилиндров 7 механизмов продольного перемещения и гидроцилиндров 12 импульсных механизмов подъема от гидронасоса через гидрораспределители по сигналам устройства синхронизации периодически подается рабочая жидкость с необходимой частотой. В частности, при выполнении устройства синхронизации в виде генератора переменного напряжения, в один из полупериодов устройство синхронизации вырабатывает сигнал на подключение гидрораспределителями рабочей полости гидроцилиндра 12 одной из опор к напорной магистрали, а рабочей полости гидроцилиндра 12 другой опоры к сливной магистрали. Одновременно в первый же полупериод тем же сигналом устройство синхронизации подключает через соответствующий гидрораспределитель рабочую полость гидроцилиндра 7 одной из опор к напорной магистрали, а рабочую полость гидроцилиндра 7 другой опоры к сливной магистрали.

В полупериод подключения рабочей полости гидроцилиндра 12 импульсного механизма подъема к напорной магистрали поступающая в эту полость жидкость перемещает поршень гидроцилиндра 12, и следовательно, связанные с его штоком инертную массу 10 вниз, сжимая при этом пружину 11. В полупериоды подключения этой полости гидроцилиндра 12 к сливной магистрали разжимается пружина 11, перемещая вверх инертную массу 10, и, следовательно, поршень гидроцилиндра 12, что приводит к вытеснению жидкости из рабочей полости рассматриваемого гидроцилиндра 12. Таким образом обеспечивается колебательное движение инертной массы 10 относительно опоры 1 (или 2). Одновременное подключение рабочей полости гидроцилиндра 12 одной опоры к напорной магистрали, а рабочей полости гидроцилиндра 12 другой опоры к сливной магистрали приводит к противофазности колебаний инертных масс 10 разных опор.

В результате указанных колебаний возбуждаются инерционные силы, которые действуют в направлении нормали к плоскости взаимодействия опор с поверхностью движения. Полученные таким образом инерционные силы осуществляют дополнительный прижим опор к этой поверхности. Вследствие противофазности колебаний инертных масс дополнительный прижим опор к поверхности движения осуществляется также противофазно: в один полупериод прижимается опора 1, а в следующий опора 2.

В полупериоды прижима опоры 1 рабочая полость гидроцилиндра 7, связанного с этой опорой, устройством синхронизации подключается к напорной магистрали, и в нее поступает жидкость, перемещая поршень гидроцилиндра 7, и следовательно, корпус 5 транспортного средства, связанный со штоком этого гидроцилиндра, относительно опоры 1. Указанное перемещение поршня гидроцилиндра 7 вызывает сжатие пружины 8, установленной в нерабочей его полости.

В следующий полупериод устройством синхронизации подключается к напорной магистрали рабочая полость гидроцилиндра 7, связанного с опорой 2, и поступающая в эту полость жидкость перемещает поршень гидроцилиндра 7, связанного с опорой 2, которая прижимается в этот же полупериод к поверхности движения действием инерционных сил. Это приводит к перемещению корпуса 5 транспортного средства относительно прижатой к поверхности движения опоры 2. Одновременно рабочая полость гидроцилиндра 7, связанного с опорой 1, устройством синхронизации подключается к сливной магистрали. Сжатая в предыдущий полупериод пружина 8 разжимается и перемещает поршень гидроцилиндра 7, вытесняя жидкость из его рабочей полости в подключенную устройством синхронизации сливную магистраль. Инерционные силы, приложенные к опоре 1, направлены вверх, отрывая ее от поверхности движения, поэтому движение поршня, связанного с ней гидроцилиндра 7 в описываемый полупериод приводит к возвращению опоры 1 в исходное относительно корпуса 5 положение. Аналогично в противоположный полупериод возвращается в исходное положение относительно корпуса опора 2.

Дополнительный прижим опор действием инерционных сил повышает сцепной вес транспортного средства, и следовательно, позволяет увеличить его тяговые показатели. На фиг. 5 графически проиллюстрировано получение зависимости результирующей силы тяги F_Т.Σ. от времени для транспортного средства с двумя шаговыми движителями. Условные обозначения приведенных графиков следующие:
F_пр.I колебания прижимающих сил, действующих на опору 1;
F_пр.II колебания прижимающих сил, действующих на опору 2;
F_т.I колебания тягового усилия гидроцилиндра 7, связанного с опорой 1;
F_т. колебания тягового усилия гидроцилиндра 7, связанного с опорой 2;
F_Т.Σ. суммарная тяга транспортного средства.

Подъем опоры для возвращения ее в исходное относительно корпуса положение осуществляется за счет действия вверх инерционных сил, возникающих при колебательном движении относительно этой опоры инертной массы. Никаких других (дополнительных) энергозатрат на подъем опор описанного транспортного средства не требуется. Поэтому его удельные энергозатраты ниже чем у прототипа. Это позволяет данному транспортному средству развивать большее по величине тяговое усилие.

Таким образом, транспортное средство позволяет снизить энергозатраты при движении, причем снижение энергозатрат обеспечивается при значительном увеличении тягового усилия.

Использование: при строительстве и ремонте дорог. Сущность изобретения: транспортное средство оснащается движителями в виде опор с закрепленными на них импульсными механизмами подъема. При колебательном движении инертной массы 10 импульсного механизма подъема на опоры 1 и 2 периодически воздействуют инерционные силы, вызывающие противофазный прижим этих опор к поверхности движения и отрыв от нее. В полупериоды прижима опоры корпус 5 перемещается механизмом продольного перемещения 7 относительно этой прижатой опоры, а в полупериоды отрыва - оторванная опора пружиной 8 возвращается в исходное относительно корпуса 5 положение. Прижим опор к поверхности движения действия инерционных сил увеличивает сцепной вес транспортного средства и позволяет получить значительную величину тягового усилия при невысоких энергозатратах. 5 ил.

Транспортное средство, содержащее корпус, установленный на движителях, по крайней мере два из которых шагового перемещения, содержащие опору, а также механизм ее продольного перемещения и импульсный механизм ее подъема, связанные между собой устройством синхронизации, отличающееся тем, что механизм подъема выполнен в виде силового цилиндра, корпус которого неподвижно соединен с опорой, а шток связан с инертной массой, которая через упругий элемент связана с опорой.