ОДНОКОЛЕСНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 2006 года по МПК B62D57/00 

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к расширению возможности применения одноколесного транспортного средства.

Известно одноколесное транспортное средство по описанию изобретения RU №2216474 С2, класс МПК 7 В 62 D 57/00, опубликовано в БИ №32 20.11.2003 г. (1).

Данное одноколесное транспортное средство содержит корпус, выполненный как эллипсоид вращения вокруг его малой оси с круговым протектором на его внешней поверхности. Корпус содержит концентрически расположенную внутри него кабину на карданной подвеске с центром тяжести, расположенным эксцентрично оси вращения корпуса под сидением пользователя. Имеется кольцо с грузами, вращающееся внутри корпуса соосно оси вращения корпуса и противоположно направлению его вращения, причем грузы расположены на противоположных участках кольца в диаметральной плоскости корпуса с возможностью их перемещения синхронно в разные стороны на равные расстояния от диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства и с возможностью фиксации их на кольце в диаметральной плоскости корпуса. Путевые тормоза расположены между корпусом и кольцом с возможностью их взаимного торможения.

Редукторы и дифференциалы установлены соосно оси вращения корпуса между боковыми поверхностями корпуса и кольцом с грузами так, что валы водил сателлитов дифференциалов являются одновременно осями вращения кольца с грузами и карданной подвески кабины. Внешние конические шестерни дифференциалов закреплены на редукторах, а редукторы закреплены на боковых поверхностях корпуса. Ответные конические шестерни дифференциалов установлены на кольце. На кольце расположены упоры грузов и гибкие элементы, соединяющие грузы с втулками намотки гибких элементов с возможностью торможения втулок относительно валов водил сателлитов. В кабине имеется сидение пользователя и органы управления - педаль «газа», педаль путевого тормоза, тормоз втулок намотки гибких элементов и руль, совмещенный с одной из продольных осей карданной подвески кабины. Корпус одноколесного транспортного средства выполнен, например, в виде трубчатой конструкции с параметрами боковых прогалов, достаточными для посадки и высадки из него пользователя.

Недостатком вышеприведенного одноколесного транспортного средства является невозможность его использования при передвижении в жидких средах из-за негерметичности и водопроницаемости корпуса. Конструктивно неверно расположение грузов на кольце из-за больших центробежных сил, возникающих при их вращении, что влечет за собой неоправданное усиление кольца. Кроме того, надуманное применение в конструкции силовых передач дифференциалов усложняет, удорожает конструкцию и приводит к снижению ее кпд.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение этих недостатков.

Решение поставленной задачи достигается тем, что одноколесное транспортное средство содержит корпус с возможностью входа и выхода из него пользователя и с круговым протектором, кольцо, грузы, вращающиеся внутри корпуса, фиксаторы, втулки намотки гибких элементов, гибкие элементы, тормоза втулок намотки гибких элементов, путевые тормоза, кабину с валом карданной подвески и с центром тяжести вне оси вращения корпуса, механизм изменения направления движения и силовую передачу. При этом корпус выполнен водонепроницаемым, с прозрачными участками поверхности для возможности наблюдения пользователем за внешней средой. Грузы выполнены как одно грузокольцо, закрепленное на кольце в диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства с возможностью углового отклонения грузокольца от диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства и фиксации его в его крайних рабочих положениях. Силовые передачи выполнены с двигателями, с возможностью реверсирования вращения грузокольца. Валы силовых передач являются общей осью вращения кольца карданной подвески кабины, указанного кольца и корпуса, причем на участках валов силовых передач, расположенных между боковыми поверхностями корпуса и указанным кольцом, расположены втулки для намотки гибких элементов, соединенных с грузокольцом. Наблюдение за внешней средой в конструкции одноколесного транспортного средства может быть выполнено путем оптического или видеонаблюдения.

При вращении двигателей происходит проворачивание через силовые передачи, закрепленные на корпусе одноколесного транспортного средства, кольца с грузокольцом. Отпустив фиксаторы и наклонив грузокольцо от диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства путем подтягивания за края грузокольца гибкими элементами, наматываемыми на заторможенные относительно корпуса втулки намотки гибких элементов, пользователь фиксирует грузокольцо в этом рабочем положении. Одновременно с фиксацией грузокольца пользователь отпускает тормоза втулок намотки гибких элементов. При таком наклонном положении вращающегося грузокольца корпус одноколесного транспортного средства, под воздействием неуравновешенных центробежных сил, возникших на грузокольце, начинает волнообразно обкатывать круговые траектории с постепенным отрывом боковой поверхности корпуса от опорной поверхности. После достижения угла между корпусом и опорной поверхностью (определяемым пользователем визуально), при котором корпус уже обегает круговые траектории в наклонном положении, пользователь, отпуская фиксаторы грузокольца, возвращает грузокольцо в диаметральную плоскость одноколесного транспортного средства под воздействием неуравновешенных центробежных сил, возникших на грузокольце, где оно фиксируется. Одновременно с этим пользователь, отклоняя центр тяжести кабины, пользуясь механизмом изменения направления движения, выводит корпус в вертикальное положение. Прибавляя обороты двигателей, пользователь начинает двигаться прямолинейно. Путевое торможение возможно осуществить между корпусом и внешним кольцом несколькими способами, которые могут дополнять друг друга.

При выключении двигателей торможение производится внутренними силами трения силовых передач, двигателей и реакцией корпуса с опорной поверхностью. Если этого недостаточно, то в процесс торможения можно включить и путевые тормоза, затормаживающие вращение кольца с грузокольцом относительно корпуса. В случае замедления скорости вращения кольца с грузокольцом относительно корпуса до нулевой (при этом одноколесное транспортное средство продолжает движение по инерции или под уклон) возможно торможение раскруткой кольца с грузокольцом путем реверсирования его вращения (своеобразный режим заднего хода), что приведет к энергичному торможению одноколесного транспортного средства.

Повороты одноколесного транспортного средства осуществляются механизмом изменения направления движения и производятся путем отклонения центра тяжести кабины от диаметральной плоскости корпуса в сторону поворота. Остановка одноколесного транспортного средства происходит в обратном порядке подъема его с опорной поверхности. Это - торможение, ввод одноколесного транспортного средства в круговые траектории обката площадки остановки и опускание одной из боковых поверхностей корпуса на опорную поверхность.

В качестве аналога предлагаемому изобретению взято «Одноколесное транспортное средство» по источнику информации (1).

Перечень фигур на чертежах

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

На фиг.2 изображено одноколесное транспортное средство в исходном положении на опорной поверхности с вращающимся грузокольцом в наклонном положении.

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

На корпусе 1 (фиг.1) с протектором 6 закреплены силовые передачи 5 с двигателями. Внутри корпуса 1 находятся два кольца - кольцо 2, на котором находится закрепленное фиксаторами (не показаны) в диаметральной плоскости корпуса 1 грузокольцо 7, и кольцо карданной подвески 3 кабины 4. Валы 8 силовых передач 5 являются общей осью кольца карданной подвески 3 кабины 4, кольца 2 и корпуса 1. На участках валов 8, расположенных между боковыми поверхностями корпуса 1 и кольцом 2, расположены втулки намотки гибких элементов 10. Там же находятся тормоза 12 втулок намотки гибких элементов 10 и путевые тормоза (не показаны). Втулки намотки гибких элементов 10 соединены гибкими элементами 11 с грузокольцом 7. В кольце карданной подвески 3 кабины 4 на продольных осях 13 расположена кабина 4. Грузокольцо 7 имеет фиксаторы (не показаны) его рабочих положений. Внутри кабины 4 находятся органы управления одноколесным транспортным средством (педаль путевого тормоза, «газа», тормоза втулок намотки гибких элементов 10, реверсирования вращения кольца 2 с грузокольцом 7, руль 9 (механизм изменения направления движения) и механизм действия фиксаторов грузокольца 7).

Одноколесное транспортное средство работает следующим образом.

При вращении двигателями силовых передач 5 происходит проворачивание через валы 8 кольца 2 с грузокольцом 7. Пользователь, приводя в действие тормоза 12 втулок намотки гибких элементов 10 и отключив фиксаторы грузокольца 7, заставляет грузокольцо 7 (намоткой гибких элементов 11) отклониться от диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства до его закрепления в этом положении фиксаторами с одновременным отключением тормозов 12 втулок намотки гибких элементов 10 (фиг.2). При вращении в наклонном положении грузокольца 7 корпус 1 начинает волнообразно обкатывать круговые траектории, постепенно поднимая боковую поверхность над опорной поверхностью.

После достижения угла между корпусом 1 и опорной поверхностью (определяемом визуально), при котором корпус 1 в наклонном положении обегает круговые траектории, пользователь, отпуская фиксаторы грузокольца 7, возвращает грузокольцо 7 в диаметральную плоскость одноколесного транспортного средства под воздействием неуравновешенных центробежных сил, где грузокольцо 7 фиксируется. Одновременно с этим, отклоняя центр тяжести кабины 4, пользуясь механизмом изменения направления движения (рулем) 9, пользователь выводит корпус 1 в вертикальное положение. Прибавляя обороты двигателей, пользователь движется прямолинейно. Путевое торможение возможно осуществить между корпусом 1 и кольцом 2 несколькими способами, которые могут дополнять друг друга.

При выключении двигателей происходит торможение внутренними силами трения силовых передач 5, двигателей и реакцией протектора корпуса 1 с опорной поверхностью. Если этого недостаточно, то в процесс торможения можно включить путевые тормоза. В случае замедления скорости вращения кольца 2 с грузокольцом 7 относительно корпуса 1 до нулевой (при этом одноколесное транспортное средство продолжает движение по инерции или под уклон) возможно торможение раскруткой кольца 2 с грузокольцом 7 путем реверсирования его вращения (своеобразный режим заднего хода), что приведет к энергичному торможению одноколесного транспортного средства.

Повороты одноколесного транспортного средства осуществляются механизмом изменения направления движения (рулем) 9 и производятся путем отклонения центра тяжести кабины 4 от диаметральной плоскости корпуса 1 в сторону поворота. Остановка одноколесного транспортного средства происходит в обратном порядке подъему его с опорной поверхности. Это - торможение, ввод одноколесного транспортного средства в круговые траектории обката площадки остановки и опускания одной из боковых поверхностей корпуса 1 на опорную поверхность.

Использование в конструкции одноколесного транспортного средства в качестве инерционной массы грузокольца дает возможность исключить влияние центробежных сил на внутреннее кольцо, что в значительной мере упростит и обезопасит конструкцию инерционного элемента от разрывов и деформаций. Наиболее удобной формой грузокольца является сферическая форма образующей его поверхности.

Выбор формы кольца (как кольца) не случаен, т.к. такая форма имеет возможность некоторой пружинной деформации под воздействием неуравновешенности центробежных сил, обусловленных неточностью центрирования грузокольца относительно общей оси вращения одноколесного транспортного средства, а также при ударах корпуса о препятствия при передвижении, хотя возможен и вариант более жесткого закрепления грузокольца в диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства, например, в вершинах ромбической конструкции.

В конструкции одноколесного транспортного средства возможно применение (для его упрощения и удешевления) силовой передачи и двигателя, расположенного с одной стороны корпуса. При этом несколько снизится надежность устройства.

Для лучшего использования наката одноколесного транспортного средства возможно его исполнение с отключением вращении корпуса и внешнего кольца друг от друга. Для наблюдения за внешней средой одноколесное транспортное средство может быть выполнено с возможностью оптического или видеонаблюдения.

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

Литература

1. «Одноколесное транспортное средство» по описанию изобретения RU №2216474 С2, класс МПК 7 В 62 D 57/00, опубликовано 20.11.2003 г. БИ №32.

Изобретение относится к транспортным средствам, в частности к расширению возможности применения одноколесного транспортного средства. Одноколесное транспортное средство содержит корпус с возможностью входа и выхода из него пользователя и с круговым протектором, кольцо, грузы, вращающиеся внутри корпуса, фиксаторы, втулки намотки гибких элементов, гибкие элементы, тормоза втулок намотки гибких элементов, путевые тормоза, кабину с валом карданной подвески и с центром тяжести вне оси вращения корпуса, механизм изменения направления движения, силовую передачу. Корпус выполнен водонепроницаемым, с прозрачными участками поверхности для возможности наблюдения пользователем за внешней средой. Указанные грузы выполнены как одно грузокольцо, закрепленное на кольце в диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства с возможностью углового отклонения грузокольца от диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства и фиксации его в его крайних рабочих положениях. Силовые передачи выполнены с двигателями, с возможностью реверсирования вращения указанного кольца. Валы силовых передач являются общей осью вращения кольца карданной подвески кабины, указанного кольца и корпуса. На участках валов силовых передач, расположенных между боковыми поверхностями корпуса и указанным кольцом, расположены втулки для намотки гибких элементов, соединенных с грузокольцом. Одноколесное транспортное средство может быть выполнено с возможностью, например, видео или оптического наблюдения пользователем за внешней средой. Технический результат - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Одноколесное транспортное средство, содержащее корпус с возможностью входа и выхода из него пользователя и с круговым протектором, кольцо, грузы, вращающиеся внутри корпуса, фиксаторы, втулки намотки гибких элементов, гибкие элементы, тормоза втулок намотки гибких элементов, путевые тормоза, кабину с валом карданной подвески и с центром тяжести вне оси вращения корпуса, механизм изменения направления движения, силовую передачу, отличающееся тем, что корпус выполнен водонепроницаемым с прозрачными участками поверхности для возможности наблюдения пользователем за внешней средой, при этом указанные грузы выполнены как одно грузокольцо, закрепленное на кольце в диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства с возможностью углового отклонения грузокольца от диаметральной плоскости одноколесного транспортного средства и фиксации его в его крайних рабочих положениях, силовые передачи выполнены с двигателями с возможностью реверсирования вращения указанного кольца, а валы силовых передач являются общей осью вращения кольца карданной подвески кабины, указанного кольца и корпуса, причем на участках валов силовых передач, расположенных между боковыми поверхностями корпуса и указанным кольцом, расположены втулки для намотки гибких элементов, соединенных с грузокольцом.2. Одноколесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью, например, видеонаблюдения пользователем за внешней средой.3. Одноколесное транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью, например, оптического наблюдения пользователем за внешней средой.