КОЛЕСО ДЛЯ ВОДОПЛАВАЮЩЕЙ МАШИНЫ И ВНЕДОРОЖНИКА Российский патент 2017 года по МПК B60F3/00 B60B19/00 

Колесо для водоплавающей машины и внедорожника. Область техники – машиностроение. Это колесо может применяться на внедорожной технике, а также на машинах, передвигающихся как по суше, так и по воде с большой скоростью. Данное колесо может применяться в автомобилестроении.

Наиболее близким аналогом является колесо для внедорожника RU93359 U1 2009г. (прототип). Колесо на этом внедорожнике имеет лопасти на боковой поверхности в виде трапеции.

Недостатком данной конструкции является то, что лопасти имеют большие габариты при маленьком коэффициенте полезного действия. Они прямые, то есть имеют наклон к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть только 90°, а это значит, что их область применения ограничена по сравнению с заявленным изобретением. К тому же лопасти менее компактны, чем у предложенного колеса. Складывающиеся лопасти технологичней, компактней и гораздо удобней.

Также известно колесо для амфибии-гибрида с высокой скоростью движения, как по суше, так и по воде RU 99108575 A 1999г. Колесо имеет нескладывающиеся лопасти, крепящиеся к ободу колеса.

Недостатком данного колеса является то, что лопасти не складные и в связи с этим имеют большие габариты. Недостатком данного колеса является также то, что лопасти крепятся только к ободу колеса.

Предложенное колесо более компактное, технологичное и универсальное.

Сущность изобретения как технического решения заключается в следующем:

В предложенной конструкции колеса для водоплавающей машины и внедорожника применяются крепящиеся сбоку колеса складывающиеся лопасти, которые раскрываются в воде или грязи специальными располагающимися на лопастях, отогнутыми вкладками или вкладками, действующими как рычаг на лопасть, или раскрываются специальными, магнитными, магнитомеханическими, механическими, пневматическими, гидравлическими, тросовыми, тросовыми проволочными или электромагнитными приспособлениями непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него. Лопасти имеют наклон к касательной линии к окружности колеса, которая проходит через лопасть, что обеспечивает распределение силы, которая действует на колесо в двух направлениях - в сторону, выталкивающую машину из воды или грязи и в сторону движения машины или сила действует в одном направлении в сторону движения машины. Лопасти также могут быть с изменяемым углом наклона к касательной линии к окружности колеса. Это позволяет менять угол наклона лопасти в зависимости от потребностей машины. Этим достигается удобство в эксплуатации и компактность. Это позволяет водоплавающей машине вставать на воде на свои колеса и передвигаться в таком положении по воде или лопасти используются как гребные. Для внедорожников это улучшение проходимости машины. При необходимости при движении с большими оборотами используются приспособления для фиксации лопастей, которые используют центробежную силу для фиксации лопастей в сложенном положении. Лопасти могут складываться и раскрываться или только фиксироваться в сложенном положении также при помощи магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, тросовых проволочных или электромагнитных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него. Привод магнитного, магнитомеханического, механического, пневматического, гидравлического, тросового, тросового проволочного или электромагнитного возвратного или возвратно-поступательного приспособления, а также их смешанных вариантов может быть дифференцированным, то есть он может регулировать открывание и складывание лопастей, угол наклона к касательной линии к окружности колеса или фиксирование их в сложенном положении в зависимости от положения лопасти на колесе при вращении. Колесо может иметь кожух или частично находиться в корпусе машины в случае отсутствия у колеса дифференцированного привода приспособлений для раскрытия и складывания, фиксации в сложенном положении лопастей, а также для поворота лопастей относительно касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть и при нахождении машины в воде или грязи колесо опускается в воду или грязь полностью. Колесо может иметь съемную крышку для закрепления складывающихся лопастей в сложенном положении для движения с высокими оборотами.

Технический результат заключается в конструктивном усовершенствовании колеса для водоплавающей машины и внедорожника, улучшении эксплуатационных качеств, компактности, улучшении внедорожных качеств машины, а также решение вопроса о передвижении транспортных средств, как по суше, так и по воде с большой скоростью.

Колесо для водоплавающей машины и внедорожника, отличающееся тем, что имеет по окружности сбоку колеса складывающиеся лопасти, каждая из которых располагается под углом к касательной линии к окружности колеса проходящей через лопасть от 0° до 180°, лопасти могут иметь фиксированный или изменяемый угол наклона к касательной линии к окружности колеса проходящей через лопасть, располагаются лопасти на диске колеса и на шине, только на шине или только на диске колеса, располагаются они также на специальной крышке, которая крепится к диску, шине или к диску и шине, лопасти могут быть съемные, при движении в воде или грязи лопасти раскрываются напором воды или грязи при помощи специальных, располагающихся на лопастях, отогнутых вкладок или вкладок, действующих как рычаг на лопасть, лопасти могут также раскрываться или изменять угол наклона к касательной линии к окружности колеса при помощи специальных возвратно-поступательных приспособлений, а именно с применением пружин, гибких материалов, магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, проволочных тросовых или электромагнитных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него, лопасти могут также при помощи центробежной силы изменять угол наклона к касательной линии к окружности колеса, лопасти могут изменять угол наклона к касательной линии к окружности колеса при помощи механического крепления в различных сочетаниях, лопасти могут соединяться между собой штоками для одновременного раскрытия или складывания и фиксирования лопастей в сложенном положении только при угле наклона к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть 90°, к штокам могут крепиться приспособления для раскрытия, складывания и фиксирования в сложенном положении лопастей колеса, при вращении колеса в воде или грязи сила может действовать преимущественно в горизонтальной плоскости в сторону движения машины, когда лопасти располагаются под углом, близким к 90°, к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть или вдоль радиуса, и может действовать в двух направлениях – с одной стороны выталкивает колесо по направлению из воды или грязи, с другой стороны действует в горизонтальной плоскости в сторону движения машины, на колесе могут одновременно располагаться лопасти под разными углами к касательной линии к окружности колеса проходящей через лопасть, могут также использоваться лопасти направленные в противоположную сторону или одна лопасть может накладываться на другую - возвратную для заднего хода машины, также одна лопасть может накладываться на другую, лопасти могут быть утолщены у основания или иметь ребра жесткости, у лопастей могут также быть ограничители отклонения лопасти, ими могут быть, например, ребра жесткости или рычаги, которые крепятся на лопасти или на колесе, опираясь на них, лопасть отклоняется на нужный угол относительно колеса и держится в таком положении при работе в воде или грязи, лопасти могут быть гибкие или жесткие и изготавливаются как из гибких материалов, например, резины, пластмасс, так и из жестких, например, металлов или неметаллических материалов с применением пружин, пневматики, постоянных магнитов или гибких материалов, которые складывают лопасти, лопасти из гибких материалов могут складываться сами, лопасти также могут быть композитные или комбинированные, то есть изготавливаться из различных комбинаций материалов, колесо может иметь специальные приспособления возвратные или возвратно-поступательные, которые с помощью центробежной силы, пружин, магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, проволочных тросовых или электромагнитных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него закрывают и прижимают или просто прижимают лопасти к колесу и удерживают их в сложенном положении, возвратные или возвратно-поступательные приспособления могут быть с дифференцированным приводом, то есть он может регулировать открывание и складывание лопастей, угол наклона к касательной линии к окружности колеса, а также их фиксацию в сложенном положении в зависимости от положения лопасти на колесе при вращении с возможностью фиксации в сложенном положении всех лопастей одновременно, при дифференцированном приводе штоки, соединяющие лопасти между собой не ставятся, в случае с водоплавающей машиной колесо работает так, чтобы колеса машины при движении на воде с большой скоростью вставали на свои основные рабочие поверхности и передвигались по воде в таком положении или лопасти используются просто как гребные.

Колесо для водоплавающей машины и внедорожника, отличающееся тем, что колесо со складывающимися лопастями может иметь кожух или частично находиться в корпусе машины в случае отсутствия у колеса дифференцированного привода возвратных или возвратно-поступательных приспособлений для раскрытия, складывания и фиксации лопастей, а также для поворота лопастей относительно касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть и при нахождении машины в воде или грязи колесо опускается в воду или грязь полностью.

Колесо для водоплавающей машины и внедорожника, отличающееся тем, что может иметь съемную крышку для закрепления складывающихся лопастей в сложенном положении для движения с высокими оборотами колеса.

Задача, на решение которой направлено изобретение, является решение вопроса о быстром перемещении технического средства, как по суше, так и по воде, решение вопроса компактности изделия, удобства в эксплуатации, а также повышение внедорожных качеств машины. Благодаря конструктивному усовершенствованию колеса для водоплавающей машины и внедорожника, улучшению эксплуатационных качеств, компактности, повышаются внедорожные качества машины, а также решается вопрос о передвижении транспортных средств, как по суше, так и по воде с большой скоростью.

На чертеже Фигура 1 изображено колесо данной конструкции. Такое колесо предназначено преимущественно для внедорожников. Фигура1: 1. Лопасти на шине колеса 2. Лопасти на диске колеса 3. Место крепления лопастей 4. Отогнутые вкладки лопасти 5. Шина колеса 6. Диск с лопастями или крышка, которая крепится или к диску колеса или к шине и диску колеса 7. Вкладки, действующие как рычаг на лопасть (как альтернатива отогнутым вкладкам) 8. Двухсторонняя лопасть (применяется для заднего хода машины) 9. Ребра жесткости 10. Возвратное приспособление для фиксации лопасти в сложенном положении 11. Возвратно-поступательное приспособление 12. Шток, соединяющий лопасти между собой.

На чертеже Фигура 2 изображено колесо для водоплавающей машины, но оно может использоваться и для внедорожной техники, где 1. Лопасти на шине колеса 2. Лопасти на диске колеса 3. Место крепления лопастей 4. Отогнутые вкладки лопастей 5. Шина колеса 6. Диск с лопастями или крышка, которая крепится или к диску колеса или к шине и диску колеса 7. Вкладки, действующие как рычаг на лопасть (как альтернатива отогнутым вкладкам) 8. Ребра жесткости 9. Возвратное приспособление для фиксации лопасти в сложенном положении 10. Возвратно-поступательное приспособление.

На чертеже Фигура 3 изображен диск или крышка колеса с лопастями для водоплавающей машины и внедорожника, которая крепится или к диску колеса или к шине и диску колеса, где 1.Лопасти колеса 2. Место крепления лопастей 3. Отогнутая вкладка лопасти 4. Ребра жесткости 5. Вкладка, действующая как рычаг на лопасть (как альтернатива отогнутым вкладкам) 6. Возвратное приспособление для фиксации лопасти в сложенном положении 7. Возвратно-поступательное приспособление раскрытия и складывания лопастей или фиксации лопастей в сложенном положении.

На чертеже Фигура 4А изображено приспособление для фиксации лопасти в сложенном положении при больших оборотах колеса, которое использует центробежную силу, где 1. Корпус механизма 2. Возвратный механизм, выполненный в виде пружины 3. Ролик. Приспособление может изготавливаться и без ролика с направляющей для лопастей.

На чертеже Фигура 4Б изображено приспособление для фиксации лопасти в сложенном положении при больших оборотах колеса, которое использует центробежную силу, где 1. Корпус механизма 2. Возвратная пружина 3. Ролик. Ролик может быть цилиндрической формы или в виде усеченного конуса. Приспособление может изготавливаться без ролика.

На чертеже Фигура 4В изображено возвратное приспособление для фиксации лопасти в сложенном положении, где 1. Корпус механизма 2. Возвратный механизм в виде пневматического поршня и штока 3. Ролик. Приспособление может изготавливаться без ролика с направляющей для лопастей.

На чертеже Фигура 5 изображен гидравлический или пневматический привод колеса, который монтируется или в диск или в опорную стойку колеса, где 1. Корпус 2. Поршень 3. Кольца поршня. Этот привод используется для одновременного раскрытия или складывания лопастей колеса.

На чертеже Фигура 6А изображен привод для электромагнитного приспособления дифференцированного раскрывания и складывания лопастей, в котором в зависимости от положения колеса меняется направление движения электрического тока и тем самым изменяется направление возвратно-поступательного движения приспособления для раскрытия или складывания и фиксации в сложенном положении лопастей колеса, где 1.Корпус с токопроводящими дорожками, который меняет направление тока в зависимости от положения вала 2. Вал с токопроводящими роликами или щетками 3. Токопроводящие ролики 4. Токопроводящие щетки (могут устанавливаться вместо токопроводящих роликов) 5. Токопроводящий ролик (ролики могут устанавливаться и на корпусе) 6. Разнонаправленные токопроводящие дорожки на корпусе. 7. Диэлектрик. В зависимости от потребностей электромагнитного приспособления, токопроводящих дорожек и роликов или щеток может быть и другое количество.

На чертеже Фигура 6Б изображен привод для электромагнитного приспособления дифференцированного раскрывания и складывания лопастей, в котором в зависимости от положения колеса меняется направление движения электрического тока и тем самым изменяется направление возвратно-поступательного движения приспособления для раскрытия или складывания и фиксации в сложенном положении лопастей колеса, где 1. Корпус с токопроводящими роликами 2. Вал с токопроводящими дорожками, который меняет направление тока в зависимости от положения корпуса 3. Токопроводящие ролики 4. Токопроводящие щетки (могут устанавливаться вместо токопроводящих роликов) 5. Разнонаправленные токопроводящие дорожки на валу. 6. Диэлектрик. В зависимости от потребностей электромагнитного приспособления, токопроводящих дорожек и роликов или щеток может быть и другое количество.

На чертеже Фигура 7 изображено возвратно-поступательное приспособление с продольным вырезом на штоке, где 1. Корпус 2. Шток с продольным вырезом 3. Опорная стойка 4. Технологическая выемка на штоке, которая может заменяться роликом 5. Опорная стойка.

На чертеже Фигура 8 А изображен привод для электромагнитного приспособления раскрывания и складывания лопастей колеса, а также их фиксации в сложенном положении, где 1. Корпус 2. Вал с токопроводящими роликами или щетками 3. Токопроводящие ролики 4. Токопроводящие щетки (могут устанавливаться вместо токопроводящих роликов) 5. Токопроводящие дорожки на корпусе. В зависимости от потребностей электромагнитного приспособления, токопроводящих дорожек и роликов или щеток может быть и другое количество.

На чертеже Фигура 8 Б изображен привод для электромагнитного приспособления раскрывания и складывания лопастей колеса, а также их фиксации в сложенном положении, где 1. Корпус с токопроводящими роликами или щетками 2. Вал 3. Токопроводящие ролики 4. Токопроводящие щетки (могут устанавливаться вместо токопроводящих роликов) 5. Токопроводящие дорожки на корпусе. В зависимости от потребностей электромагнитного приспособления, токопроводящих дорожек и роликов или щеток может быть и другое количество.

На чертеже Фигура 9 изображен дифференцированный пневматический или гидравлический привод в виде аксиально-поршневой пневмо- или гидромашины, где 1. Ступица колеса 2. Поршни аксиально-поршневой машины 3. Гайка с подшипником (подшипник может быть один радиальный или, например, два упорных) 4. Регулирующие возвратно-поступательные приспособления (могут укрепляться продольными пазами на валу). Такой же принцип работы и у аксиально-плунжерной пневмо- или гидромашины.

На чертеже Фигура 10 изображен пневматический или гидравлический привод для возвратных или возвратно-поступательных приспособлений, где 1. Ступица колеса 2. Вал с продольными вырезами 3. Кронштейны для возвратно-поступательного движения 4. Гайка с подшипником 5. Регулирующие возвратно-поступательные приспособления (могут укрепляться продольными пазами на валу).

На чертеже Фигура 11 изображен пневматический или гидравлический привод для возвратных или возвратно-поступательных приспособлений, где 1. Ступица колеса 2. Поршень 3. Подшипник и гайка 4. Регулирующие возвратно-поступательные приспособления (могут укрепляться продольными пазами на валу).

На чертеже Фигура 12 изображен дифференцированный тросовый, тросовый проволочный, механический, пневматический или гидравлический привод для возвратных или возвратно-поступательных приспособлений, где 1. Ступица колеса 2. Изогнутый вал 3. Ролики 4. Поршни для гидравлического или пневматического привода или штоки для механического, тросового или проволочного тросового привода 5. Регулирующие возвратно-поступательные приспособления (могут укрепляться продольными пазами на валу).

На чертеже Фигура 13 изображен дифференцированный пневматический или гидравлический привод в виде радиально-поршневой пневмо- или гидромашины, где 1. Ступица колеса 2. Вал с вырезами 3. Вал с изменяющимся эксцентриситетом 4. Крестовина (может быть одна) 5. Регулирующие возвратно-поступательные приспособления. Такой же принцип работы и у радиально-плунжерной пневмо- или гидромашины.

На чертеже Фигура 14 изображен механизм изменения эксцентриситета у радиально-поршневой или радиально-плунжерной пневмо- или гидромашины, где 1. Вал 2. Возвратно-поступательный вал с ребром, расположенным под углом 3. Гайка, которая крепится к поршням или взаимодействует с плунжерами.

Осуществлено изобретение может быть следующим образом. Может изготавливаться шина колеса непосредственно с лопастями на боковых поверхностях и вкладками, которые изготавливаются из резины. Лопасти и вкладки могут изготавливаться и из других материалов, а потом прикрепляться, вулканизироваться, крепиться механически или приклеиваться к шине колеса, диску или к шине и диску, а вкладки к лопасти. Причем лопасти могут крепиться и к диску колеса одновременно с лопастями на шине или по отдельности, или только к шине или диску. Лопасти могут быть композитные или комбинированные, то есть изготавливаться из различных материалов одновременно, например, из пластмасс, металлов и резины их склеиванием, сваркой, спайкой, вулканизацией или механическим креплением. Лопасти могут располагаться также на специальной крышке, которая крепится к диску, шине или к диску и шине. Крышка может изготавливаться, например, из резины, листового металла или пластмасс или из других неметаллических материалов, а также из композитных или комбинированных материалов. Съемные лопасти крепятся механически к шине, диску колеса или к съемной крышке, которая крепится к диску колеса. На чертежах Фигура1 и Фигура2 изображена шина колеса и диск с лопастями на боковых поверхностях. На чертеже Фигура 3 изображен диск колеса или крышка колеса с лопастями, которая крепится к диску, шине или к шине и диску колеса. Лопасти могут соединяться между собой штоками для одновременного открывания или закрывания и фиксации в сложенном положении всех лопастей колеса, к ним могут крепиться специальные приспособления (возвратные или возвратно-поступательные) для раскрытия и закрытия лопастей, а также их фиксации в сложенном положении или приспособления для фиксации лопасти в сложенном положении, только при угле наклона лопастей к касательной линии колеса, проходящей через лопасть 90°. Эти штоки могут изготавливаться из металлических или неметаллических материалов, композитных и комбинированных. Специальные приспособления для раскрытия и закрытия лопастей, а также их фиксации в сложенном положении или для изменения угла наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть (возвратно-поступательные приспособления) или для фиксации лопасти в сложенном положении (возвратные приспособления), которые используют центробежную силу или магнитный, механический, пневматический, гидравлический, тросовый, тросовый проволочный или электрический привод, а также выполняются в виде магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, тросовых проволочных или электромагнитных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него, а также используют при своей работе пружины и рычаги предпочтительнее изготавливать из жестких материалов. На чертежах Фигура1, Фигура2 и Фигура3 изображены такие приспособления непосредственно на колесе. Складывающиеся лопасти с изменяемым углом наклона к касательной линии к окружности колеса могут изготавливаться, например, с применением шарниров или поворотного диска с установленной на нем лопастью, которые позволяют лопасти изменять угол наклона с помощью центробежной силы с применением пружин, пневматики, постоянных магнитов, гибких материалов или с помощью магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, тросовых проволочных или электромагнитных возвратно-поступательных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом, которые изменяют угол наклона лопасти. Угол наклона лопасти может также меняться при помощи шарнира и крепежного элемента, который имеет несколько точек для крепления под разными углами. Лопасти могут с помощью механического крепления сниматься и ставиться на новое место под разными углами к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, в зависимости от потребности. Например, с помощью резьбы или механических замков. У складывающейся лопасти могут быть возвратные или возвратно-поступательные приспособления с изменяющимся положением крепления. Конструкция магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, тросовых проволочных или электромагнитных возвратно-поступательных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом (в том числе и дифференцированным), которые изменяют угол наклона лопасти, приведена ниже.

Возвратные приспособления крепятся рядом с фиксируемой лопастью или к штокам, которыми соединяются лопасти между собой (только при угле наклона лопастей к касательной линии к окружности колеса 90°). Возвратные приспособления предназначены для фиксирования лопастей в сложенном положении. Возвратные приспособления могут использоваться вместе со специальными, располагающимися на лопастях, отогнутыми вкладками или вкладками, действующими как рычаг на лопасть, которые при движении в воде или грязи раскрывают лопасти напором воды или грязи. Возвратные приспособления могут изготавливаться в виде рычагов или штоков с возвратным механизмом, принцип действия которых основан на действии центробежной силы или в виде магнитных, магнитомеханических, механических, гидравлических, пневматических, тросовых, проволочных тросовых или электромагнитных устройств непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него. Возвратное приспособление, принцип действия которого основан на действии центробежной силы, с штоком представляет собой корпус, пружину, постоянные магниты или пневматический поршень, шток, ролик или направляющая для лопастей (Фигура4А и Фигура4В). Магнитное возвратное приспособление представляет собой постоянные магниты, которые действуют с силой на шток возвратного механизма в одном направлении, принцип действия которых основан на магнитном взаимодействии полюсов магнита (может использоваться вместо возвратной пружины, которая изображена на чертеже Фигура4А). Возвратное приспособление, принцип действия которого основан на действии центробежной силы, в виде рычага представляет собой рычаг и возвратную пружину, пневматический поршень, постоянные магниты или гибкие материалы для возвратного движения (Фигура4Б), с рычагом может также использоваться и возвратное приспособление с соответствующим приводом. На чертеже Фигура4А, Фигура4Б и Фигура4В изображены такие приспособления, которые используют центробежную силу для прижимания лопастей при больших оборотах колеса. Механические возвратные приспособления изготавливаются, например, в виде корпуса, винта возвратно-поступательного движения и гайки или в виде кольца или опорной стойки на лопасти для штока, рычага или тросового привода при этом также могут применяться шарниры равных угловых скоростей. Магнитомеханическое возвратное приспособление изготавливается, например, в виде штока, постоянных магнитов, которые изменяют полюсность вращательным движением или с помощью магнитопроводов и выполняют возвратно-поступательные движения в зависимости от положения полюсов. Гидравлическое или пневматическое приспособление для фиксации лопастей колеса в сложенном положении выполняется в виде корпуса, возвратно-поступательного поршня и штока с роликом или направляющей для лопасти колеса на конце или с шарниром для крепления к штоку, который соединяет лопасти между собой (только при угле наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса 90°), с возвратной пружиной или без нее. Тросовое или тросовое проволочное приспособление для фиксации лопастей колеса в сложенном положении выполняется в виде корпуса и возвратно-поступательного штока или рычага, к которому крепится трос или проволочный трос, с возвратной пружиной или без нее. Электромагнитное возвратное приспособление с электрическим приводом представляет собой, например, синхронный или асинхронный электродвигатель возвратно-поступательного движения. Принцип работы синхронного электродвигателя возвратно-поступательного движения заключается в том, что подвижная часть двигателя представляет собой постоянные магниты, закрепленные на штоке. Через неподвижные обмотки пропускается переменный ток и постоянные магниты под действием магнитного поля, создаваемого обмотками, перемещают шток возвратно-поступательным образом. Совмещенные возвратные приспособления могут представлять собой, например, электродвигатель и возвратно-поступательный винт или гайку или винт и гайку, совмещение пневматики и гидравлики в возвратно-поступательном штоке с поршнем или в приводе, возвратно-поступательный винт с тросовым, тросовым проволочным, механическим, гибким механическим приводом или с приводом, который использует шарниры равных угловых скоростей, совмещение рычага с тросовым, тросовым проволочным, механическим или гибким механическим приводом, совмещение магнитомеханического устройства с тросовым, тросовым проволочным, гибким механическим или механическим приводом. Возвратные приспособления могут использовать магнитный (в виде магнитопровода), механический, гидравлический, пневматический, тросовый, тросовый проволочный или электрический привод, который может интегрироваться, например, в ступицу или диск колеса (Фигура 9, Фигура 10, Фигура 11, Фигура 12, Фигура 13, Фигура 14). Механический привод может выполняться в качестве рычагов и штоков с возвратно-поступательным или вращательным движением и диска или вала, к которому они крепятся или взаимодействуют с ним, диск или вал выполняют вращательные, возвратно-поступательные или вращательные и возвратно-поступательные движения и тем самым приводят в движение штоки и рычаги и возвратные приспособления, которые фиксируют лопасти в сложенном положении, также может применяться гибкая передача или передача с шарнирами равных угловых скоростей. На чертежах Фигура5, Фигура 10, Фигура 11, Фигура 12 изображен гидравлический или пневматический привод для возвратных приспособлений фиксации лопасти в сложенном положении, выполненный в виде возвратно-поступательного поршня или поршней. Тросовый и тросовый проволочный привод возвратного приспособления делается по принципу изображенного на чертеже Фигура 5 возвратно-поступательного поршня для гидравлического или пневматического фиксирующего лопасти возвратного приспособления, а именно, к штоку, который выполняет возвратно-поступательные движения, крепится диск, к диску крепятся тросы или проволочные тросы, которые сообщают возвратно-поступательное движение приспособлениям, которые фиксируют лопасти колеса в сложенном положении, тросы или проволочные тросы могут крепиться и непосредственно к штоку. Электрический привод для электромагнитных возвратных приспособлений изображен на чертежах Фигура8А и Фигура8Б. Магнитный привод может быть осуществлен в виде привода, который изображен на чертеже Фигура8А и Фигура 8Б, только вместо токопроводящих щеток и роликов используются щетки и ролики в качестве магнитопроводящих и в качестве вала или корпуса используются магниты или электромагниты. Привод возвратного приспособления может быть дифференцированным, то есть он может регулировать складывание и фиксацию лопастей в зависимости от положения лопасти на колесе при вращении с возможностью в процессе работы фиксировать все лопасти одновременно. При дифференцированном приводе возвратных устройств не используются штоки, соединяющие лопасти. Дифференцированный гидравлический и дифференцированный пневматический приводы возвратных приспособлений делаются в виде аксиально-поршневой, аксиально-плунжерной гидро- или пневмомашины, где изменение рабочего объема осуществляется путем изменения угла наклона диска (шайбы) или угла наклона оси блока цилиндров, а также возвратно-поступательными движениями диска (шайбы) или блока цилиндров или радиально-поршневой, радиально-плунжерной с изменяемым эксцентриситетом гидро- или пневмомашины (Фигура 9, Фигура 13, Фигура 14). Тросовый дифференцированный и тросовый проволочный дифференцированный приводы возвратного устройства делается по принципу аксиально-поршневой, аксиально-плунжерной или радиально-поршневой, радиально-плунжерной гидро- или пневмомашины, то есть тросы крепятся к наклонному диску (шайбе) с изменяющимся наклоном с возможностью его возвратно-поступательного движения или к смещенному относительно оси колеса диску с изменяемым эксцентриситетом, которые при вращении регулируют возвратно-поступательное движение приспособления для складывания и фиксирования в сложенном положении лопастей колеса. Механический дифференцированный привод возвратного приспособления может делаться по принципу аксиально-поршневой, аксиально-плунжерной или радиально-поршневой, радиально-плунжерной гидро- или пневмомашины, то есть штоки или рычаги крепятся или взимодействуют с наклонным диском (шайбой) с возможностью его возвратно-поступательного движения, крепятся или взаимодействуют со смещенным относительно оси колеса диском или валом с изменяемым эксцентриситетом, которые при вращении регулируют возвратно-поступательное движение приспособления для складывания и фиксирования в сложенном положении лопастей колеса. Для механического дифференцированного привода может также применяться механизм, изображенный на чертеже Фигура 12. Электрический дифференцированный привод для электромагнитных возвратных приспособлений может изготавливаться в виде приспособления дифференцированного фиксирования лопастей (Фигура6А, Фигура6Б) (соотношение длин электропроводящих дорожек вала и корпуса, разделенных диэлектриком может варьироваться). Магнитный дифференцированный привод может быть осуществлен в виде привода, который изображен на чертеже Фигура6А и Фигура 6Б, только вместо токопроводящих щеток и роликов используются щетки и ролики в качестве магнитопроводящих и в качестве вала или корпуса используются магниты или электромагниты. То есть возвратные приспособления могут использовать магнитный, механический, гидравлический, пневматический, тросовый, тросовый проволочный или электрический привод или их дифференцированные варианты вместе с возвратной пружиной, пневматикой или постоянными магнитами возвратных приспособлений для складывания и фиксации лопастей колеса в сложенном положении.

Возвратно-поступательные приспособления используются и для раскрытия, закрывания лопастей, поворота на разные углы к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть и для фиксации лопастей в сложенном положении. Возвратно-поступательные приспособления крепятся одним концом на боковой поверхности колеса, а другим на лопасти или на поворотном элементе, который изменяет угол наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса. Возвратно-поступательное приспособление представляет собой пружины, магнитное, магнитомеханическое, механическое, пневматическое, гидравлическое, тросовое, тросовое проволочное или электромагнитное приспособление в различных сочетаниях. Механические возвратно-поступательные приспособления изготавливаются, например, в виде корпуса, винта возвратно-поступательного движения и гайки, в виде кольца или опорной стойки на лопасти для штока, рычага, тросового или механического привода. Магнитомеханическое возвратно-поступательное приспособление изготавливается, например, в виде штока, постоянных магнитов, которые изменяют полюсность вращательным движением или с помощью магнитопроводов и выполняют возвратно-поступательные движения в зависимости от положения полюсов. Возвратно-поступательное приспособление пневматического или гидравлического привода изготавливается в виде корпуса, поршня и штока с направляющей для лопастей на противоположном конце, которая крепится к лопасти или к поворотному элементу, который изменяет угол наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса. Тросовое или тросовое проволочное возвратно-поступательное приспособление для раскрытия, складывания и фиксации лопастей колеса в сложенном положении или для изменения угла поворота лопасти к касательной линии к окружности колеса выполняется в виде корпуса и возвратно-поступательного штока, к которому крепится трос или проволочный трос или в виде рычага или опорной стойки, которые крепятся к лопасти, с возвратной пружиной или без нее или крепятся к поворотному элементу, который изменяет угол поворота лопасти к касательной линии к окружности колеса. Тросовое или тросовое проволочное возвратно-поступательное приспособление для раскрытия и складывания и фиксации лопастей колеса в сложенном положении одним концом может крепиться и к штокам, которыми соединяются лопасти между собой (только при угле наклона лопастей к касательной линии окружности 90°). Электромагнитное возвратно-поступательное приспособление с электрическим приводом представляет собой, например, синхронный или асинхронный электродвигатель возвратно-поступательного движения. Принцип работы синхронного электродвигателя возвратно-поступательного движения заключается в том, что подвижная часть двигателя представляет собой постоянные магниты, закрепленные на штоке. Через неподвижные обмотки пропускается переменный ток и постоянные магниты под действием магнитного поля, создаваемого обмотками, перемещают шток возвратно-поступательным образом. Электромагнитное возвратно-поступательное приспособление для раскрытия и складывания и фиксации лопастей колеса в сложенном положении одним концом может крепиться и к поворотному элементу, который изменяет угол наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса. Совмещенные возвратно-поступательные приспособления могут представлять собой, например, электродвигатель и возвратно-поступательный винт или гайку или винт и гайку, совмещение пневматики и гидравлики в возвратно-поступательном штоке с поршнем или в приводе, возвратно-поступательный винт с тросовым, тросовым проволочным, гибким механическим или механическим приводом, совмещение рычага с тросовым, тросовым проволочным или гибким механическим приводом, совмещение магнитомеханического устройства с тросовым, тросовым проволочным или гибким механическим приводом, во всех случаях могут также использоваться шарниры равных угловых скоростей. Возвратно-поступательные приспособления могут использовать магнитный (в виде магнитопровода), механический, гидравлический, пневматический, тросовый, тросовый проволочный или электрический привод, который может интегрироваться, например, в ступицу или диск колеса (Фигура 9, Фигура 10, Фигура 11, Фигура 12, Фигура 13, Фигура 14). Механический привод может выполняться в качестве рычагов и штоков с вращательным или возвратно-поступательным движением и диска или вала, к которому они крепятся или взаимодействуют с ним, диск или вал выполняют вращательные, возвратно-поступательные или вращательные и возвратно-поступательные движения и тем самым приводят в движение штоки и рычаги и возвратно-поступательные приспособления, которые раскрывают, закрывают и фиксируют лопасти в сложенном положении, а также изменяют угол наклона к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, также может применяться гибкая передача или передача с шарнирами равных угловых скоростей. На чертежах Фигура5, Фигура 10, Фигура 11, Фигура 12 изображен гидравлический или пневматический привод для приспособлений для раскрытия и складывания и фиксации лопасти в сложенном положении, выполненный в виде возвратно-поступательного поршня. Тросовый и тросовый проволочный привод возвратно-поступательного приспособления делается по принципу изображенного на чертеже Фигура 5 возвратно-поступательного поршня для гидравлического или пневматического приспособления раскрывания и складывания лопастей колеса и их фиксации в сложенном положении, а именно, к штоку, который выполняет возвратно-поступательные движения, крепится диск, к диску крепятся тросы или проволочные тросы, которые сообщают возвратно-поступательное движение приспособлениям, которые раскрывают и складывают лопасти, фиксируют лопасти колеса в сложенном положении или изменяют угол наклона к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, тросы или проволочные тросы могут крепиться и непосредственно к штоку. Электрический привод для электромагнитных возвратно-поступательных приспособлений изображен на чертежах Фигура8А и Фигура8Б. Магнитный привод может быть осуществлен в виде привода, который изображен на чертеже Фигура8А и Фигура 8Б, только вместо токопроводящих щеток и роликов используются щетки и ролики в качестве магнитопроводящих и в качестве вала или корпуса используются магниты или электромагниты. Привод возвратно-поступательного приспособления может быть дифференцированным, то есть он может регулировать открывание и складывание лопастей, фиксацию лопасти в сложенном положении или изменение угла наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть в зависимости от положения лопасти на колесе при вращении. При дифференцированном приводе возвратно-поступательных приспособлений не используются штоки, соединяющие лопасти. Для дифференцированного пневматического или гидравлического привода такими механизмами могут быть, например, аксиально-плунжерные, аксиально-поршневые гидромашины или пневмомашины с наклонным диском (шайбой) или с наклонным блоком цилиндров, где изменение рабочего объема осуществляется путем изменения угла наклона диска (шайбы) или угла наклона оси блока цилиндров, а также возвратно-поступательными движениями диска (шайбы) или блока цилиндров, или радиально-плунжерные, радиально-поршневые гидромашины или пневмомашины с изменяемым эксцентриситетом (Фигура 9, Фигура 13, Фигура 14). Причем для радиально-плунжерной и радиально-поршневой гидромашины предпочтительнее использовать возвратно-поступательное приспособление с продольным вырезом на штоке (Фигура7). Механический дифференцированный привод возвратно-поступательного приспособления делается по принципу аксиально-поршневой, аксиально-плунжерной или радиально-поршневой, радиально-плунжерной гидро- или пневмомашины, то есть штоки или рычаги крепятся или взаимодействуют с наклонным диском (шайбой) с возможностью его возвратно-поступательного движения, крепятся или взаимодействуют со смещенным относительно оси колеса диском или валом с изменяемым эксцентриситетом, которые при вращении регулируют возвратно-поступательное движение приспособления для раскрытия, складывания и фиксирования в сложенном положении лопастей колеса, а также изменяют угол наклона к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, также может применяться гибкая передача или передача с шарнирами равных угловых скоростей. Для механического дифференцированного привода может также применяться механизм, изображенный на чертеже Фигура 12. Причем в радиальной системе предпочтительнее использовать возвратно-поступательное приспособление с продольным вырезом на штоке (Фигура7). Для дифференцированного тросового, дифференцированного тросового проволочного привода может использоваться механизм, работающий по принципу аксиально-плунжерной, аксиально-поршневой, радиально-плунжерной, радиально-поршневой машины, то есть наклонный диск (шайба) с изменяемым углом наклона, а также с возможностью возвратно-поступательного движения или диск (шток) с изменяемым эксцентриситетом, смещенный относительно оси колеса регулируют возвратно-поступательное движение приспособления для раскрытия, складывания и фиксации лопастей колеса, а также изменяют угол наклона к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, также может применяться гибкая передача или передача с шарнирами равных угловых скоростей. Причем в радиальной системе предпочтительнее использовать возвратно-поступательное приспособление с продольным вырезом на штоке (Фигура7). Для дифференцированного электрического привода используется устройство для регулирования раскрытия и складывания лопастей, в котором в зависимости от положения лопасти на колесе меняется направление движения электрического тока и тем самым изменяется направление возвратно-поступательного движения электромагнитного приспособления для раскрытия, складывания лопастей колеса, фиксации лопастей в сложенном положении, а также для изменения угла наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть. Пример такого привода изображен на чертежах Фигура 6А и Фигура6Б. Магнитный дифференцированный привод может быть осуществлен в виде привода, который изображен на чертеже Фигура6А и Фигура 6Б, только вместо токопроводящих щеток и роликов используются щетки и ролики в качестве магнитопроводящих и в качестве вала или корпуса используются магниты или электромагниты.

Кожух и съемная крышка для лопастей колеса могут изготавливаться из листового металла или пластмасс или из других неметаллических материалов, могут быть композитные или комбинированные, то есть изготавливаться из различных материалов одновременно, например, из пластмасс, металлов и резины их склеиванием, сваркой, спайкой, вулканизацией или механическим креплением.

Таким образом, конструктивно усовершенствуется колесо для водоплавающей машины и внедорожника, улучшаются эксплуатационные качества колеса, колесо становится более компактным, улучшаются внедорожные качества машины, а также решается вопрос о передвижении транспортных средств, как по суше, так и по воде с большой скоростью.

Заявленное изобретение работает следующим образом:

Для водоплавающей машины:

Машина, находящаяся в воде, начинает крутить колесами. С помощью вкладок или специальных возвратно-поступательных приспособлений в воде раскрываются лопасти или встают под нужный угол, и начинает работать сила, которая с одной стороны выталкивает машину из воды, а с другой стороны действует в сторону движения машины или сила действует только в сторону движения машины при наклоне лопастей к касательной линии к окружности колеса 90°. Таким образом, машина постепенно встает на основные рабочие поверхности колес и продолжает движение по воде в таком положении. Лопасти при этом складываются сами или при помощи специальных возвратных или возвратно-поступательных приспособлений, а при необходимости при больших оборотах колеса начинают работать приспособления для фиксации лопастей в сложенном положении. Или при нахождении в воде лопасти используются как гребные. При помощи дифференцированного привода лопастей колесо может выходить из воды, когда оно полностью в нее погружено.

Для внедорожника:

Машина, которая находится в условиях бездорожья, начинает двигаться, например, по грязи. С помощью вкладок или специальных возвратно-поступательных приспособлений раскрываются лопасти, что улучшает внедорожные качества машины. Может также регулироваться угол наклона лопасти к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть. При больших оборотах колеса начинают работать приспособления для складывания и фиксации лопастей в сложенном положении. Для внедорожника может также использоваться дифференцированный привод для лопастей колеса.

Изобретение предназначено для использования в транспортных средствах, в частности в амфибии, а также во внедорожниках. Сбоку колеса крепятся складывающиеся лопасти, которые раскрываются при движении в воде или грязи специальными вкладками или приспособлениями. Лопасти имеют наклон к касательной линии к окружности колеса, которая проходит через лопасть от 0° до 180°, что обеспечивает распределение силы, которая действует на колесо в двух направлениях - в сторону, выталкивающую машину из воды или грязи и в сторону движения машины или в одном направлении в сторону движения машины. Лопасти также могут быть с изменяемым углом наклона к касательной линии к окружности колеса. Технический результат - улучшение эксплуатационных качеств, компактности, внедорожных качеств транспортных средств. 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Колесо для водоплавающей машины и внедорожника, отличающееся тем, что имеет по окружности сбоку колеса складывающиеся лопасти, каждая из которых располагается под углом к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть от 0° до 180°, лопасти имеют фиксированный или изменяемый угол наклона к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, располагаются лопасти на диске колеса и на шине, только на шине или только на диске колеса, располагаются они также на крышке, которая крепится к диску, шине или к диску и шине, лопасти выполняют с возможностью быть съемными, при движении в воде или грязи лопасти раскрываются напором воды или грязи при помощи располагающихся на лопастях отогнутых вкладок или вкладок, действующих как рычаг на лопасть, лопасти выполняют с возможностью раскрываться или изменять угол наклона к касательной линии к окружности колеса при помощи возвратно-поступательных приспособлений, а именно с применением пружин, гибких материалов, магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, проволочных тросовых или электромагнитных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него, лопасти выполняют с возможностью при помощи центробежной силы изменять угол наклона к касательной линии к окружности колеса, лопасти выполняют с возможностью изменять угол наклона к касательной линии к окружности колеса при помощи механического крепления в различных сочетаниях, лопасти выполняют с возможностью соединяться между собой штоками для одновременного раскрытия или складывания и фиксирования лопастей в сложенном положении только при угле наклона к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть 90°, лопасти выполняют с возможностью крепления к штокам приспособления для раскрытия, складывания и фиксирования в сложенном положении лопастей колеса, при вращении колеса в воде или грязи сила действует преимущественно в горизонтальной плоскости в сторону движения машины, когда лопасти располагаются под углом, близким к 90°, к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть или вдоль радиуса, при этом сила действует в двух направлениях - с одной стороны выталкивает колесо по направлению из воды или грязи, с другой стороны действует в горизонтальной плоскости в сторону движения машины, колесо выполняют с возможностью одновременного расположения лопастей под разными углами к касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, колесо выполняют с возможностью использования лопастей, направленных в противоположную сторону, или одна лопасть накладывается на другую - возвратную для заднего хода машины, колесо выполняют с возможностью одной лопасти накладываться на другую, лопасти выполняют с возможностью утолщения у основания или с возможностью иметь ребра жесткости, лопасти выполняют с возможностью наличия ограничителей отклонения лопасти, ими могут быть, например, ребра жесткости или рычаги, которые крепятся на лопасти или на колесе, опираясь на них, лопасть отклоняется на нужный угол относительно колеса и держится в таком положении при работе в воде или грязи, лопасти делают гибкие или жесткие и изготавливают как из гибких материалов, например резины, пластмасс, так и из жестких, например металлов или неметаллических материалов с применением пружин, пневматики, постоянных магнитов или гибких материалов, которые складывают лопасти, лопасти из гибких материалов имеют возможность складываться сами, лопасти выполняют с возможностью изготовления из композитных или комбинированных материалов, то есть лопасти изготавливают из различных комбинаций материалов, колесо выполняют с возможностью иметь приспособления: возвратные или возвратно-поступательные, которые с помощью центробежной силы, пружин, магнитных, магнитомеханических, механических, пневматических, гидравлических, тросовых, проволочных тросовых или электромагнитных приспособлений непосредственно или в различных сочетаниях с соответствующим приводом или без него закрывают и прижимают или просто прижимают лопасти к колесу и удерживают их в сложенном положении, возвратные или возвратно-поступательные приспособления выполняют с возможностью наличия дифференцированного привода, он регулирует открывание и складывание лопастей, угол наклона к касательной линии к окружности колеса, а также их фиксацию в сложенном положении в зависимости от положения лопасти на колесе при вращении с возможностью фиксации в сложенном положении всех лопастей одновременно, при дифференцированном приводе штоки, соединяющие лопасти между собой, не ставятся, в случае с водоплавающей машиной колесо работает так, чтобы колеса машины при движении на воде с большой скоростью вставали на свои основные рабочие поверхности и передвигались по воде в таком положении, или лопасти используются просто как гребные.

2. Колесо для водоплавающей машины и внедорожника по п. 1, отличающееся тем, что колесо со складывающимися лопастями выполняют с возможностью иметь кожух или частично находиться в корпусе машины в случае отсутствия у колеса дифференцированного привода возвратных или возвратно-поступательных приспособлений для раскрытия, складывания и фиксации лопастей, а также для поворота лопастей относительно касательной линии к окружности колеса, проходящей через лопасть, и при нахождении машины в воде или грязи колесо опускается в воду или грязь полностью.

3. Колесо для водоплавающей машины и внедорожника по п. 1 или 2, отличающееся тем, что колесо выполняют с возможностью иметь съемную крышку для закрепления складывающихся лопастей в сложенном положении для движения с высокими оборотами колеса.