УНИВЕРСАЛЬНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 1999 года по МПК B62D63/02 B64C39/00 B60F3/00 

Изобретение относится к транспортным средствам универсального назначения и касается конструирования амфибийных транспортных средств для перемещения в воздушной среде, по грунту, по воде и при движении в промежуточных положениях транспортных средств.

Известно универсальное транспортное средство, содержащее корпус с моторным отсеком, систему воздействия на среду перемещения, включающую в себя элементы с центральным валом и двумя соединенными с ним кольцами, в которых на их краю размещены оси с лопастями, опирающиеся поворотно на оба кольца, причем система управления каждого упомянутого элемента включает копир с приводом его поворота, соединенный кинематически с осью лопасти для выполнения ее поворота в пространстве (RU 2033944C1, МПК B 64 C 39/00, опублик. 30.04.95).

Однако такое транспортное средство обладает недостаточными эксплуатационными качествами.

Технический результат реализации описываемого изобретения заключается в повышении эксплуатационных качеств универсального транспортного средства.

Этот технический результат достигается тем, что в универсальном транспортном средстве, содержащем корпус с моторным отсеком, систему воздействия на среду перемещения, включающую в себя элементы с центральным валом и двумя соединенными с ним кольцами, в которых на их краю размещены оси с лопастями, опирающиеся поворотно на оба кольца, система управления каждого упомянутого элемента включает в себя копир с приводом его поворота, соединенный кинематически с осью лопасти для выполнения ее поворота в пространстве, при этом элементы воздействия на среду перемещения размещены на поворотных кронштейнах с общим горизонтальным центральным валом, при этом кронштейны размещены над крышей корпуса и соединены с опорной колесной системой посредством поворотной штанги и амортизатора, при этом колеса штанг закреплены на вилках, верхняя часть которых соединена со штангой, а приводы копира, вращения центрального вала установлены на кронштейне, и они питаются от генератора моторного отсека.

У такого транспортного средства кронштейны могут быть выполнены по форме таким образом, что при их повороте элементы воздействия на среду перемещения расположены за передней и задней оконечностью корпуса.

Кроме того у вышеупомянутого транспортного средства целесообразно вилки колес, которые не соединены с вертикальными штангами, выполнять с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.

Изобретение схематически поясняется чертежами, на которых:
- фиг. 1 представляет собой поперечный разрез транспортного средства с указанием элемента воздействия на среду перемещения в плоскости этого разреза;
- фиг. 2 - вид сбоку на описываемое транспортное средство;
- фиг. 3 - схема управления копиром транспортного средства;
- фиг. 4 - схема кинематической связи кронштейна транспортного средства с вертикальной стойкой через амортизатор с колесами;
- фиг. 5 - схема возможного расположения колес транспортного средства на грунте.

Универсальное транспортное средство имеет корпус 1 с моторным отсеком 2, в котором расположен двигатель с генератором 3 (все электрические связи на чертеже не показаны). В корпусе 1 размещены сиденья 4 с возможностью их поворота на угол, равный 180^o, для движения транспортного средства в любом направлении. Все элементы транспортного средства симметричны относительно отсека 2. Колеса 5 транспортного средства соединены с вилкой 6, что делает днище корпуса 1 свободным от всяких устройств и позволяет преодолевать значительные выступы на грунте, высота которых ограничена расстоянием между этим днищем и нижней частью колес 5. Последние соединены через амортизатор 7 с вертикальной поворотной штангой 8, выполненной телескопически раздвижной с фиксацией по углу шпонкой или шлицевым соединением. Верхняя часть штанги 8 соединена с корпусом 1 упорами 9, позволяющими штанге 8 вращаться с ограничением ее вертикального перемещения. К штанге 8 прикреплены кронштейн 10 и стойка 11 электродвигателя 12, соединенного зубчатой передачей 13 с центральным валом 14. Этот вал 14 подвижно сопряжен в угловом направлении с кронштейном 10. К валу 14 прикреплены кольца 15. (Они могут выполняться с радиальными спицами или в виде дисков с вырезами для облегчения). Кольца 18 соединены с осями 16 лопастей 17 с возможностью вращения в их сопряжении. Оси 16 размещены в кольцах 15 на их максимальном радиусе. Система управления лопастями 17 системы воздействия на среду перемещения имеет копир 18 с приводом, содержащим электродвигатель 19 с передачей 20. Двигатель 19 является шаговым для точного обеспечения силового поворота копира на заданный угол, Копир 18 кинематически связан с осью 16 лопастей 17. Кинематическое их соединение выполнено в виде толкателей 21, которые рейкой 22 сопряжены с зубчатым колесом 23 осей 16. Толкатели 21 имеют направляющие 24, закрепленные на кольцах 15. Силовое замыкание толкателя 21 с копиром 18 обеспечено пружиной 25. Качающийся рычаг может быть другим вариантом исполнения кинематической связи копира 18 с осью 16. Копир 18 обеспечивает два взаимно перпендикулярных положения лопасти 17 в пространстве. В одном их положении лопасти 17 взаимодействуют со средой перемещения и создают силовую реакцию на транспортном средстве для его движения, а в другом положении эти лопасти имеют минимальное сопротивление в среде перемещения, т.к. они расположены перпендикулярно направлению воздействия среды. На фиг. 3 показано одно из положений лопастей 17. Поворачивая копир 18, можно менять положение равнодействующей силы в пространстве от взаимодействия лопастей 17 со средой перемещения. Штанга 8 имеет червячную передачу 26 и рулевое колесо 27. Колеса 5 соединены вилкой 6 со штангой 8, причем на штанге 8 может быть одно колесо. Такой пример показан на фиг. 5, где только колеса 5 (по одному) соединены со штангой 8 своими вилками 6, а остальные колеса 5 - 1 имеют свободное вращение вилки 6 при ее сопряжении подвижным верхним штырем (все сопряжение широко известной конструкции не показано, и изображена только ось "б" штыря).

Транспортное средство эксплуатируется следующим образом.

После запуска и прогрева двигателя 3 (который может быть двигателем внутреннего сгорания) копир 18 устанавливают таким образом, чтобы равнодействующая сила была направлена вниз, включают двигатель 12 и вал 14 начинает вращение. Обороты и момент на валу 14 определяют реостатом в цепи управления. Электросхема управления не приведена, так как она идентична той, которая применяется в городском электротранспорте, а генератор 3 может заменяться аккумуляторной батареей. Электродвигатель 19 поворачивают копир 18 для получения горизонтальной составляющей силы на обеих кронштейнах 10 с лопастями 16, и транспортное средство начинает движение, скорость которого зависит только от пространственного положения равнодействующей силы. Если она горизонтальна, скорость движения будет максимальной при постоянной частоте вращения вала электродвигателя 12. Для взлета достаточно направить эту равнодействующую силу вверх, а для подтопления герметичного корпуса 1 в водной среде - вниз. Степень подтопления будет зависеть от вертикальной составляющей равнодействующей силы и степени загрузки транспортного средства при постоянной частоте вращения вала электродвигателя 12. Для поворота транспортного средства скорость его снижают вплоть до разворота копира 18 на угол, равный 180^o, на задней оконечности для увеличения устойчивости с помощью сил, направленных в разные стороны. Затем поворачивают рулевое колесо 27 совместно со штангой 8 и кронштейном 10, на котором закреплена система взаимодействия лопастей со средой перемещения. Это приводит к созданию боковой силы в плане, что повышает устойчивость транспортного средства. При полете без контакта с грунтом повороты осуществляют различным положением копиров 18 каждой пары колец 15. При развороте на грунте желательно условно непоказанный штырь выполнять со смещением относительно оси колеса 5 для создания крутящего момента трением колеса 5 в месте его контакта с проезжей частью дороги. Это позволяет транспортному средству двигаться перпендикулярно его оси при развороте кронштейнов на угол, равный 90^o. Вверх ориентированной составляющей равнодействующей силы можно ослаблять давление транспортного средства на грунт при движении по плохой дороге.

При аварийном торможении копиры поворачивают на угол 180^o, или даже осуществляют местный и интенсивный взлет. Аварийное управление можно осуществлять посредством программируемых вычислительных устройств при постоянной или переменной частоте вращения вала электродвигателя 12 или при использовании аккумуляторов для торможения или спуска, т.е. возможно применение множества вариантов. Для обеспечения возможности взлета кронштейны 10 должны иметь такое положение, чтобы усилие не замыкалось на корпус 1, как это показано на фиг. 2.

Транспортное средство может иметь и обычное тормозное устройство для удержания его на наклонном участке трассы движения. Возможно выполнение транспортного средства только для движения по дорогам. В этом случае отсутствует необходимость выведения лопастей за оконечности транспортного средства. Таким образом, достигаются следующие цели:
- обеспечение возможности движения в воздушной и в водной средах, а также по дорогам при любом состоянии опорной поверхности;
- обеспечение возможности осуществления сложного и быстрого маневра;
- достижение простоты и легкости управления при технологической простоте самого транспортного средства,
- обеспечение возможности надежного торможения без износа в аварийной ситуации;
- расширение диапазона эксплуатации универсального транспортного средства при повышении эффективности этой эксплуатации.

Изобретение относится к транспортной технике универсального назначения и касается создания амфибийных транспортных средств для перемещения в воздушной среде, по грунту, по воде и при движении в промежуточных положениях транспортных средств. Транспортное средство содержит корпус с моторным отсеком и систему воздействия на среду перемещения. Система имеет элементы с центральным валом и двумя соединенными с ним кольцами. В кольцах на их краю размещены оси с лопастями, опирающиеся поворотно на оба кольца. Система управления каждого из элементов включает в себя копир с приводом его поворота, кинематически соединенный с осью лопасти для выполнения ее поворота в пространстве. Элементы воздействия на среду перемещения расположены на поворотных кронштейнах с общим горизонтальным центральным валом. Кронштейны размещены над крышей корпуса и соединены с опорной колесной системой посредством поворотной штанги и амортизатора. Колеса штанг закреплены на вилках. Их верхняя часть соединена со штангой. Приводы копира, вращения центрального вала установлены на кронштейне и они питаются от генератора моторного отсека. Кронштейны могут выполняться по форме так, что при их повороте вышеупомянутые элементы могут располагаться за передней и задней оконечностями корпуса. Вилки колес, не соединенные с вертикальными штангами, целесообразно выполнять с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Технический результат изобретения состоит в повышении эксплуатационных качеств универсального транспортного средства. 2 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Универсальное транспортное средство, содержащее корпус с моторным отсеком, систему воздействия на среду перемещения, включающую элементы с центральным валом и двумя соединенными с ним кольцами, в которых на их краю размещены оси с лопастями, опирающиеся поворотно на оба кольца, причем система управления каждого упомянутого элемента включает копир с приводом его поворота, соединенный кинематически с осью лопасти для выполнения ее поворота в пространстве, отличающееся тем, что элементы воздействия на среду перемещения размещены на поворотных кронштейнах с общим горизонтальным центральным валом, при этом кронштейны размещены над крышей корпуса и соединены с опорной колесной системой посредством поворотной штанги и амортизатора, при этом колеса штанг закреплены на вилках, верхняя часть которых соединена со штангой, а приводы копира, вращения центрального вала установлены на кронштейне и они питаются от генератора моторного отсека. 2. Универсальное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что кронштейны выполнены по форме таким образом, что при их повороте элементы воздействия на среду перемещения расположены за передней и задней оконечностями корпуса. 3. Универсальное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что вилки колес, которые не соединены с вертикальными штангами, выполнены с возможностью вращения вокруг вертикальной оси.