ОДНОКОЛЕСНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2003 года по МПК B62D57/00 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к системе управления и улучшения ходовых качеств одноколесного транспортного средства.

Известно "Одноколесное транспортное средство"[1].

Данное одноколесное транспортное средство содержит внешний обод и концентрически расположенную внутри него кабину, закрепленную на кронштейнах опорных приводных катков с ребордами и тормозными устройствами, установленных на кольцевых направляющих, размещенных на внутренней поверхности обода; силовую установку, расположенную в кабине и через силовую передачу связанную с приводными катками; механизм изменения направления движения, выполненный в виде двух горизонтальных соосных маховиков, вращающихся в разные стороны, каждый из которых через силовую передачу связан с силовой установкой и снабжен тормозом для блокировки маховиков относительно корпуса кабины, и установленные на боковых частях корпуса телескопические опоры.

Недостатком данного одноколесного транспортного средства является его относительная сложность, медленность перемещения, связанная с невозможностью наклона транспортного средства при его поворотах.

Целью предлагаемого изобретения является создание одноколесного транспортного средства, свободного от вышеперечисленных недостатков.

Указанная цель достигается следующим образом.

Корпус транспортного средства представляет собой, по меньшей мере, эллипсоид вращения, образованный вращением эллипса вокруг его малой оси. Внутри корпуса имеется два кольца: внешнее и внутреннее. Между корпусом и внешним кольцом расположены с каждой стороны по редуктору с дифференциалом. Валы, выходящие из редукторов, соосны оси корпуса и являются водилами сателитов дифференциалов и в то же время осями вращения колец в поперечной плоскости корпуса. Во внутреннем кольце имеются оси карданной подвески кабины, расположенные в продольной плоскости корпуса. Продольные оси внутреннего кольца карданной подвески, выведенные в кабину, являются рулевыми устройствами, дающими возможность отклонения центра тяжести кабины, расположенного на определенном расстоянии от оси корпуса в поперечной плоскости корпуса.

Внешние конические шестерни дифференциалов закреплены на редукторах, которые в свою очередь закреплены на боковых поверхностях корпуса, а внутренние (ответные) конические шестерни дифференциалов закреплены на внешнем кольце. На внешнем кольце имеются два груза, расположенные в диаметрально противоположных точках кольца, находящиеся в продольной плоскости большого круга эллипсоида вращения. В этом положении грузы закрепляются фиксаторами. Между внешним кольцом и внутренним находятся втулки намотки роликовых цепей. Закрепленные на втулках роликовые цепи, пройдя по направляющим внешнего кольца, закреплены на грузах. На втулках намотки роликовых цепей имеются тормоза, срабатывающие от прижима к валам водил сателитов дифференциалов. При срабатывании тормозов роликовые цепи начинают наматываться на втулки, подтягивая грузы (предварительно должна быть освобождена фиксация грузов на внешнем кольце) и разводя их на одинаковые, но противоположные расстояния от диаметральной плоскости корпуса до упоров на внешнем кольце. Между торцовыми поверхностями корпуса и внешним кольцом установлены путевые тормоза, затормаживающие движение внешнего кольца относительно корпуса (на чертежах не показаны). Внутри кабины имеется сиденье водителя и органы управления (руль, совмещенный с одной из продольных осей карданной подвески кабины, педаль "газа", педаль путевого тормоза и тормоз втулок намотки цепей).

При вращении от редукторов валов водил происходит проворачивание сателитами внутренних шестерен дифференциалов, закрепленных на внешнем кольце с грузами, которое начинает вращаться. Притормаживая втулки намотки цепей, водитель разводит грузы от диаметральной плоскости корпуса, заставляя корпус транспортного средства волнообразно обкатывать круговые траектории, постепенно поднимая боковую поверхность над уровнем земли. При этом кабина водителя занимает наклонное положение, соответствующее результирующей центробежной силы и ее веса. Корпус обкатывает круговые траектории со все меньшим наклоном к земле. В этом положении водитель отводит центр тяжести кабины в противоположную сторону наклона, выводя корпус в вертикальное положение. При этом он производит отпускание тормозов втулок намотки цепей, что приводит к возвращению грузов под действием центробежных сил в диаметральную плоскость корпуса с одновременным фиксированием их в ней на внешнем кольце. Водитель прибавляет "газ" и транспортное средство начинает двигаться прямолинейно. Путевое торможение производится сбрасыванием "газа" и в экстренных случаях путевым тормозом. Повороты производятся перемещением центра тяжести кабины с водителем в сторону поворота. Остановка транспортного средства происходит в обратном порядке - торможение, ввод корпуса в круговые траектории и опускание его на одну из боковых поверхностей. После остановки водитель может выйти из транспортного средства через прогалы в его трубчатой конструкции корпуса.

В качестве отдаленного аналога предлагаемого изобретения можно принять одноколесное транспортное средство [1].

На фиг. 1 изображено одноколесное транспортное средство при его прямолинейном движении (вид сверху).

На фиг.2 изображено одноколесное транспортное средство в исходном положении на поверхности земли с вращающимися разведенными грузами.

Предлагаемое одноколесное транспортное средство состоит из следующих узлов, агрегатов и деталей.

На корпусе 1 с протектором 16, например, закреплены два редуктора 5. Внутри корпуса 1 находятся два кольца - внешнее 2 и внутреннее 3. Внутри последнего на продольных осях 18 подвешена кабина 4. На редукторах 5 расположены внешние конические шестерни 9 дифференциала. Из редукторов 5 выходят валы водил 7 сателитов 6 дифференциалов. На внешнем кольце 2 закреплены ответные внутренние шестерни 8 дифференциалов, а также грузы 11 с фиксаторами 12 и упорами 13. Валы водил 7 являются общей поперечной осью корпуса и местами вращении внешнего кольца 2 и внутреннего кольца 3. Между внешним кольцом 2 и внутренним кольцом 3 установлены втулки намотки цепей 15, соединенные каждая со своим грузом 11 роликовыми цепями 14.

На концах валов водил 7 имеются тормоза 10 втулок намотки цепей 15. Между корпусом 1 и внешним кольцом 2 установлены путевые тормоза (на чертеже не показаны), производящие тормозящее действие между корпусом 1 и внешним кольцом 2. Внутри кабины 4 находятся органы управления транспортным средством (педаль путевого тормоза, "газа", тормоз втулок намотки цепей 15 и руль 17).

Одноколесное транспортное средство работает следующим образом.

При вращении, например, редукторов 5 крутящий момент передается через валы водил 7 сателиты 6 на внутренние шестерни 8 внешнего кольца 2, на котором находятся грузы 11. При включении водителем тормозов 10 втулок намотки цепей 15 роликовые цепи 14, наматываясь на втулки намотки цепей 15, подтягивают грузы 11, предварительно освободив из зацепления фиксаторы 12. Грузы 11, расходясь по внешнему кольцу 2 до упоров 13 в разные стороны от диаметральной плоскости корпуса 1, в которой они были закреплены, заставляют корпус 1 транспортного средства волнообразно обкатываться по круговым траекториям с постепенным отрывом от земли его торцовой поверхности. При этом кабина 4, имеющая смещенный центр тяжести относительно оси вращения транспортного средства, тоже получает отклонение под действием результирующей векторов центробежной силы и силы веса и вращается вместе с осью транспортного средства. Амплитуда подъема плоскости корпуса растет и угол наклона его относительно земли увеличивается.

При этом уже можно говорить о наклонном движении одноколесного транспортного средства по круговой траектории. В этот момент водитель, взявшись за руль 17, перемещает центр тяжести кабины 4 в противоположную от наклона колеса сторону и выводит транспортное средство в вертикальное положение, одновременно с этим отпуская тормоза 10 втулок намотки цепей 15. После чего грузы 11 занимают под действием центробежных сил исходное положение в продольной плоскости колеса, закрепляясь в этом положении фиксаторами 12. Водитель прибавляет "газ" и колесо движется прямолинейно. При этом направления вращения грузов и корпуса одноколесного транспортного средства - противоположны.

Торможение осуществляется сбросом "газа", а при необходимости путевым тормозом (торможение внешнего кольца 2 с грузами 11 относительно корпуса 1). Изменение направления транспортного средства осуществляется перемещением водителем центра тяжести кабины 4 в сторону поворота или в обратную сторону при выводе одноколесного транспортного средства из него. Остановка колеса осуществляется торможением и переходом колеса на круговые траектории с постепенным опусканием на одну из его боковых поверхностей.

После касания боковой поверхностью колеса земли и его остановки кабина 4 занимает горизонтальное положение и водитель может выйти из нее сквозь прогалы трубчатой конструкции корпуса 1.

Предлагаемая конструкция одноколесного транспортного средства может быть использована в авиакосмических тренажерах, планетоходах, аттракционах и т.п.

Источники информации
1. Одноколесное транспортное средство. RU 2051057 С1, кл. МПК В 62 D 57/00, опубл. в БИ 36, 27.12.96.

Изобретение относится к транспортным средствам. Корпус одноколесного транспортного средства представляет собой, по меньшей мере, эллипсоид вращения с протектором на внешней его поверхности. Внутри корпуса соосно его оси вращается внешнее кольцо с грузами, расположенными в диаметральной плоскости корпуса. Между торцовыми поверхностями корпуса и внешним кольцом соосно оси корпуса установлены редукторы с дифференциалами. Здесь же расположены путевые тормоза одноколесного транспортного средства. Внешние конические шестерни дифференциалов закреплены на редукторах, а редукторы закреплены на торцовых поверхностях корпуса. Ответные конические шестерни дифференциалов закреплены на внешнем кольце. Из редукторов выходят соосные оси корпуса валы водил сателитов дифференциалов, являющиеся осями вращения внешнего кольца и расположенного внутри него внутреннего колеса карданной подвески кабины водителя. Между внешним кольцом и внутренним на продолжении валов водил расположены втулки намотки цепей грузов внешнего кольца с тормозами. От втулок намотки цепей идут роликовые цепи, закрепленные на грузах внешнего кольца. Грузы внешнего кольца закреплены на своих исходных местах в диаметральной плоскости корпуса фиксаторами. Грузы имеют возможность синхронно перемещаться по внешнему кольцу в разные стороны на разные расстояния от диаметральной плоскости корпуса до упоров на внешнем кольце. Продольные участки оси внутреннего кольца карданной подвески, выведенные в кабину, являются рулевыми устройствами, дающими возможность отклонения центра тяжести кабины, расположенного на определенном расстоянии от оси корпуса в поперечной плоскости одноколесного транспортного средства. В кабине также имеется педаль путевого тормоза, тормоза втулок намотки цепей и "газа". Технический результат - упрощение сложности конструкции, возможность наклона транспортного средства при его поворотах. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Одноколесное транспортное средство, содержащее корпус и концентрически расположенную внутри него кабину, тормозные устройства, силовую передачу, механизм изменения направления движения, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде эллипсоида вращения вокруг его малой оси с круговым протектором на его внешней поверхности и снабжен внешним кольцом с грузами, вращающимися внутри корпуса, а грузы расположены на противоположных участках внешнего кольца в диаметральной плоскости корпуса с возможностью перемещения их синхронно в разные стороны на равные расстояния от диаметральной плоскости с возможностью фиксации их на внешнем кольце в диаметральной плоскости корпуса, а путевые тормоза расположены между корпусом и внешним кольцом, кабина снабжена карданной подвеской, внутреннее кольцо которой расположено внутри внешнего кольца, а центр тяжести кабины расположен вне оси корпуса под сидением водителя, редукторы и дифференциалы установлены соосно оси вращения корпуса между боковыми поверхностями корпуса и внешним кольцом так, что валы водил сателлитов дифференциалов являются одновременно осями вращения внешнего и внутреннего колец, внешние конические шестерни дифференциалов закреплены на редукторах, а редукторы закреплены на боковых поверхностях корпуса, ответные конические шестерни дифференциалов установлены на внешнем кольце, там же на внешнем кольце расположены упоры грузов и роликовые цепи, соединяющие грузы с втулками намотки цепей с возможностью торможения втулок относительно валов водил сателитов. 2. Одноколесное транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что его корпус выполнен, например, в виде трубчатой конструкции с параметрами боковых прогалов, достаточными для посадки и высадки из него пользователя.