Шасси четырехгусеничного транспортного средства Российский патент 2022 года по МПК B62D55/65 B25J5/00 

Изобретение относится к области гусеничных транспортных средств высокой проходимости.

Известно четырех-гусеничное транспортное средство в мобильном роботизированном комплексе МРК26, движитель которого состоит из четырех гусеничных модулей, установленных на корпусе с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости, оси привода мотор-звездочки и привода разворота гусеничного модуля совпадают, опорная ветвь каждого модуля образуется венцом мотор-звездочки, опорными катками и катком ленивца [Источник: http://www.ecoinvent.ru/production/mobilnye-roboty/model-mrk-26.php].

Недостатком такого устройства является плохая поворачиваемость и сложность конструкции привода мотор-звездочки совмещенного с приводом разворота гусеничных модулей. Разворот на месте при такой конструкции движителя возможен только при поднятых вверх гусеничных модулях, то есть при опоре на мотор-звездочки.

Но при этом удельное давление на грунт будет больше и, на грунтах с небольшой несущей способностью, поворачиваемость также будет затруднена или невозможна.

Известно четырех-гусеничное транспортное средство в мобильном роботизированном комплексе МРК35, движитель которого также состоит из четырех гусеничных модулей, которые установлены на корпусе с возможностью поворота в продольной вертикальной плоскости, оси привода мотор-звездочки и привода разворота гусеничного модуля также совпадают, но гусеничный модуль имеет возможность изменять геометрический профиль и, соответственно, длину опорной ветви гусеничной ленты за счет привода и механизма изменения профиля гусеничного модуля [Источник: http://www.ecoinvent.ru/production/mobilnye-roboty/model-mrk-35.php].

Такая конструкция только частично решает проблему поворота на месте. Продольная база гусеничного движителя уменьшается незначительно, а механизм и привод изменения геометрического профиля гусеничного модуля очень усложняют конструкцию движителя, что приводит к высокой стоимости шасси и понижает надежность и подвижность шасси на пересеченной местности, сложных грунтовых условиях, особенно на песчаном или влажном рыхлом грунте. Механизм гусеничного модуля забивается грунтом, увеличивая сопротивление движению и энергопотребление на тяговом приводе мотор-звездочки. В результате может произойти полное обездвиживание шасси. Такой результат особенно вероятен при отрицательных температурах.

Известно четырех-гусеничное транспортное средство, применяемое в роботизированном комплексе telemax, содержащее корпус, на котором установлены четыре гусеничных модуля, каждый из которых расположен на раме и может поворачиваться в вертикальной продольной плоскости с помощью привода, установленного на корпусе и соединенного с рамой, причем мотор-звездочка соосна приводу разворота гусеничного модуля, а в составе гусеничного модуля имеются ведущая мотор-звездочка, два блока опорных катков и рама, состоящая из двух частей. Одна часть рамы соединена с приводом разворота гусеничного модуля, а вторая соединена с первой через телескопический пружинный узел натяжения, который обеспечивает натяжение гусеничной ленты, охватывающей венец мотор-звездочки и катки. Венец мотор-звездочки и блоки опорных катков, размещенные на второй раме, образуют профиль гусеничного обвода в виде разностороннего треугольника. Короткую опорную ветвь образует венец мотор-звездочки и ближайший к ней блок опорных катков. Длинную внешнюю опорную ветвь образуют блоки опорных катков и направляющая профилированная рейка, закрепленная на второй раме. Профилированная рейка обеспечивает опору гусеничной ленте на участке между блоками опорных катков и предотвращает сбрасывание ленты при движении, так как профиль рейки охватывает гребни гусеничной ленты, находящиеся на ее внутренней поверхности. Верхняя ветвь ленты поддерживается примерно в середине с помощью опорного элемента подобного профилированной рейке. Он закреплен на второй части рамы. Гусеничная лента многозвенчатая собрана из отдельных звеньев-грунтозацепов соединенных между собой с помощью пальцев-осей. Все элементы гусеничного модуля: венцы мотор-звездочек, блоки опорных катков, элементы соединения звеньев гусеничной ленты, выполнены из металла [Источник: https://ruvsa.com/catalog/telemax/].

Упомянутое шасси транспортного средства комплекса telemax имеет преимущества перед известными транспортными средствами. Обладая более простой конструкцией движителей, имеет лучшую поворачиваемость на месте в положении гусеничных модулей с опорой на короткую ветвь.

Недостатками такого шасси является то, что при изменении положения гусеничных модулей при перемене опор с длинных ветвей на короткие, происходит существенное уменьшение дорожного просвета между корпусом шасси и опорной поверхностью. Это может привести на неровной опорной поверхности, на слабонесущих грунтах, таких как песок, грязь, снег, к посадке днища корпуса на выступы или грунт с потерей подвижности и невозможностью поворота на месте. Кроме того, применение в конструкции движителя, между его элементами: гусеничной лентой и направляющей профилированной рейкой, пар трения скольжения, что приводит к повышенному сопротивлению движения и повышению энергозатрат на движение. Особенно это проявляется на сыпучих фрикционных грунтах (песок), мокрой грунтовой дороге, на дерновом травянистом грунте. При температурах воздуха ниже 0°С происходит намораживание грунта на металлических элементах движителя, что приводит к полной остановке движения. Опорная нагрузка при движении на длинных ветвях гусеничных модулей передается на корпус через телескопический пружинный узел натяжения, который при этом нагружен продольно-поперечными силами. Это снижает надежность и работоспособность этого узла.

Несмотря на отмеченные недостатки, последнее техническое решение принято в качестве прототипа, так как наиболее близко по технической сущности и количеству общих признаков конструктивных решений.

Технической проблемой, решаемой предлагаемой конструкцией, является исключение указанных в прототипе недостатков: улучшение профильной и опорной проходимости; маневренности и надежности конструкции. Одновременно предлагаемой конструкцией обеспечивается уменьшение энергозатрат на движение и увеличение ресурса приводов и элементов движителя.

Техническая проблема решается предлагаемой конструкцией шасси четырех-гусеничного транспортного средства, содержащего корпус, на котором установлены четыре гусеничных модуля, каждый из которых расположен на раме и может поворачиваться в вертикальной продольной плоскости с помощью привода, установленного на корпусе и соединенного с рамой, а в составе гусеничного модуля имеются ведущая мотор-звездочка, опорные катки и механизм натяжения гусеничной ленты. Отличительной особенностью его является то, что мотор-звездочка каждого модуля смещена относительно привода поворота гусеничного модуля и оси вращения приводов параллельны друг другу; при этом мотор-звездочки модулей каждого борта смещены относительно привода поворота гусеничного модуля навстречу друг другу. На раме гусеничного модуля, выполненной в виде единой балки, расположены мотор-звездочка и, по крайней мере, два блока парных опорных катков, а еще один блок парных катков закреплен на конце рамы с помощью механизма натяжения гусеничной ленты и все блоки опорных катков расположены на одной прямой линии образуя с участком гусеничного обвода длинную опорную ветвь движителя, в свою очередь, крайний блок опорных катков, расположенный на раме, при повороте рамы образует с мотор-звездочкой короткую опорную ветвь движителя.

Кроме этого, пары катков в блоке опорных катков имеют внутренний поперечный профиль идентичный поперечному профилю направляющего гребня гусеничной ленты. Гусеничная лента выполнена из полимерного армированного материала, а опорные катки и венцы мотор-звездочки выполнены из полимерного материала.

Изобретение обладает ранее неизвестной в технике совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о его соответствии критерию патентоспособности (новизне).

Изобретение поясняется следующими фигурами.

На Фиг. 1 показано конструктивное решение предлагаемого шасси в положении гусеничных модулей с опорой на длинные ветви движителя.

На Фиг. 2 показано предлагаемое шасси в положении гусеничных модулей с опорой на короткие ветви движителей.

Фиг. 3 иллюстрирует профиль пары катков в блоке с профилем направляющего гребня гусеничной ленты.

На Фиг. 4 показано положение четырехгусеничного шасси с опорой на венцы мотор-звездочек.

Шасси четырехгусеничного транспортного средства состоит из корпуса 1, на котором установлены четыре гусеничных модуля 2. Узлы гусеничного модуля, мотор-звездочка 3, опорные катки 4, 5 и механизм натяжения 6, расположены на раме 7, а гусеничная лента 8, охватывающая венец мотор-звездочки и опорные катки, образует косоугольный треугольник.

Мотор-звездочка каждого модуля смещена относительно привода поворота 9 гусеничного модуля и оси вращения приводов параллельны друг другу. Крайний блок опорных катков 5 закреплен на конце рамы с помощью механизма натяжения 6 гусеничной ленты 8 и все блоки опорных катков расположены на одной прямой линии, образуя с участком гусеничного обвода длинную опорную ветвь 10 движителя. В свою очередь, крайний в сторону смещенной мотор-звездочки блок опорных катков, при повороте рамы 7 приводом поворота 9 гусеничного модуля, образует с мотор-звездочкой короткую опорную ветвь 11 движителя (см. Фиг. 2).

Мотор-звездочки 3 модулей каждого борта смещены относительно привода поворота гусеничного модуля 9 навстречу друг другу на величину R.

Пары катков в блоке опорных катков имеют внутренний поперечный профиль идентичный, подобный поперечному профилю направляющего гребня гусеничной ленты 8 (см. Фиг. 3).

Описанные отличительные признаки обеспечивают новые эксплуатационные качества транспортного средства. Улучшение профильной проходимости происходит благодаря смещению привода мотор-звездочки относительно привода поворота гусеничного модуля. Величина параметра смещения R (см. Фиг. 1, 2) позволяет проектировать параметр дорожного просвета Н при изменении положения гусеничных модулей, при переходе с опоры на длинную опорную ветвь с короткой и обратно. Это свойство обеспечивает высокий параметр Н и в режиме движения и поворота с опорой на мотор-звездочки (см. Фиг. 4).

Профиль пары опорных катков в блоке, охватывающий гребни гусеничной ленты, обеспечивает надежное удержание ленты гусеничного обвода и обеспечивает качественное обкатывание гусеничной ленты в движителе без пар трения скольжения, как в прототипе. Это уменьшает энергозатраты на движение, увеличивает надежность и долговечность узлов движителя.

Применение полимерных материалов в конструкции катков и венца мотор-звездочек также повышает надежность конструкции, маневренность, подвижность шасси и уменьшает энергозатраты на движение.

Изобретение относится к области гусеничных транспортных средств высокой проходимости. Шасси четырехгусеничного транспортного средства содержит корпус, на котором установлены четыре гусеничных модуля, каждый из которых расположен на раме. На раме гусеничного модуля, выполненной в виде единой балки, расположены мотор-звездочка и два блока парных опорных катков. Еще один блок парных катков закреплен на конце рамы с помощью механизма натяжения гусеничной ленты, и все блоки опорных катков расположены на одной прямой линии образуя с участком гусеничного обвода длинную опорную ветвь движителя. Крайний блок опорных катков, расположенный на раме, при повороте рамы образует с мотор-звездочкой короткую опорную ветвь движителя. Достигается улучшение профильной и опорной проходимости; маневренности и надежности конструкции. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Шасси четырёхгусеничного транспортного средства, содержащее корпус, на котором установлены четыре гусеничных модуля, каждый из которых расположен на раме и выполнен с возможностью поворота в вертикальной продольной плоскости с помощью привода, установленного на корпусе и соединённого с рамой, а в составе гусеничного модуля имеются ведущая мотор-звёздочка, опорные катки и механизм натяжения гусеничной ленты, отличающееся тем, что мотор-звездочка каждого модуля смещена относительно привода поворота гусеничного модуля и оси вращения приводов параллельны друг другу, при этом на раме, выполненной в виде единой балки, расположены мотор-звёздочка и, по крайней мере, два блока парных опорных катков, а ещё один блок парных катков закреплён на конце рамы с помощью механизма натяжения гусеничной ленты и все блоки опорных катков расположены на одной прямой линии, образуя с участком гусеничного обвода длинную опорную ветвь движителя, в свою очередь, крайний блок опорных катков расположенный на раме, при повороте рамы образует с мотор-звёздочкой короткую опорную ветвь движителя.

2. Шасси четырёхгусеничного транспортного средства по п.1, отличающееся тем, что мотор-звездочки модулей каждого борта смещены относительно привода поворота гусеничного модуля навстречу друг другу.

3. Шасси четырёхгусеничного транспортного средства по п.1 или 2, отличающееся тем, что пары катков в блоке опорных катков имеют внутренний поперечный профиль идентичный поперечному профилю направляющего гребня гусеничной ленты.

4. Шасси четырёхгусеничного транспортного средства по любому из пп.1, 2 или 3, отличающееся тем, что гусеничная лента выполнена из полимерного армированного материала.

5. Шасси четырёхгусеничного транспортного средства по любому из пп.1-3 или 4, отличающееся тем, что опорные катки и венцы мотор-звездочек выполнены из полимерного материала.