Устройство управления поворотом колёс транспортного средства Российский патент 2023 года по МПК B62D3/10 B62D7/18 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к устройствам управления движением транспортного средства.

Известна система управления поворотом колес пробоотборного робота (см. CN 103481956 A, опубл. 01.01.2014), содержащая рулевое управление поворотом, состоящее из приводного электродвигателя, соединенного гибкой передачей с зубчатыми шкивами, установленными на поворотных кулаках передней пары колес.

Известен рулевой узел автомобиля, выбранный в качестве наиболее близкого аналога (патент EP 2443018 A1, опубл. 25.04.2012), содержащий узел рулевого управления для управления транспортным средством. Узел рулевого управления содержит первый поворотный кулак, имеющий первое колесо, установленное на нем с возможностью вращения, первый поворотный механизм, обеспечивающий перемещение первого поворотного кулака по первой дугообразной траектории, и первый направляющий механизм для поворота первого поворотного кулака, когда первый поворотный кулак поворачивается. смещены вдоль первой дугообразной траектории, чтобы удерживать первое колесо по касательной относительно первой дугообразной траектории. При этом цапфы поворотных кулаков установлены на раме с помощью шкворней с возможностью поворота колес транспортного средства относительно осей шкворней, а с помощью цепных передач передается вращение от ведущих зубчатых колес к ведомым зубчатым колесам, установленных на поворотных кулаках, а привод ведущих зубчатых колес обеспечивается гидравлическими цилиндрами, которые соединены с баком гидравлической жидкости, насосом, распределителями с помощью трубопроводов высокого давления.

К недостаткам представленных аналогов можно отнести сложность конструкции, отсутствие возможности регулировки гибкого (цепного) привода ввиду чего снижается их надежность.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение указанных недостатков.

Технический результат заключается в упрощении конструкции за счет исключения гидравлических цилиндров и, соответственно, устройств, обеспечивающих работу этих цилиндров, а именно баков с гидравлической жидкостью, насосов, распределителей и трубопроводов высокого давления, а также повышение надежности при эксплуатации.

Технический результат достигается устройством управления поворотом колес транспортного средства, содержащим шкворни и цапфы поворотных кулаков, выполненные с возможностью поворота колес относительно оси шкворней, закрепленных на раме транспортного средства, цепные передачи, соединяющие ведущие зубчатые колеса и ведомые зубчатые колеса, установленные на поворотных кулаках, при этом руль соединен последовательно с червячной передачей, через шестерню, установленную на валу зубчатого колеса червячной передачи, с зубчатой рейкой, которая через по меньшей мере одну приводную шестерню соединена с ведущими зубчатыми колесами, соединенными цепями цепных передач с ведомыми зубчатыми колесами, центры которых расположены на одной оси.

Каждая цепь цепной передачи включает две вставки, один конец которых соединен со звеном цепи, а другой - выполнен с резьбой, соединенные регулировочными муфтами.

Каждая регулировочная муфта представляет собой втулку, которая выполнена с внутренними резьбами, имеющими разное направление.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

Фиг.1 – схема устройства управления поворотом колес;

Фиг.2 – сечение А-А со схемой поворотного кулака с колесом на шкворне рамы.

На чертежах представлены следующие обозначения:

1 – червячная передача, 2 – шестерня, соединенная валом с червячной передачей (1), 3 – зубчатая рейка, 4 – приводная шестерня, 5 – ведущее зубчатое колесо, 6 – цепная передача, 7 – ведомое зубчатое колесо, 8 – поворотный кулак, 9 – цапфа поворотного кулака (8), 10 – колесо, 11 – шкворень, 12 – рама транспортного средства, 13 – вставка регулировочная цепи цепной передачи (6), 14 – регулировочная муфта.

Устройство управления поворотом колес (10) транспортного средства содержит шкворни (11) и цапфы (9) поворотных кулаков (8), которые выполнены с возможностью поворота колес (10) относительно оси шкворней (11), закрепленных на раме (12) транспортного средства. Цепные передачи (6) соединяют ведущие зубчатые колеса (5) и ведомые зубчатые колеса (7), установленные на поворотных кулаках (8).

Руль соединен последовательно с червячной передачей (1), через шестерню (2), установленную на валу зубчатого колеса червячной передачи (1), с зубчатой рейкой (3), которая через по меньшей мере одну приводную шестерню (4) соединена с ведущими зубчатыми колесами (5), соединенными цепями цепных передач (6) с ведомыми зубчатыми колесами (7), центры которых расположены на одной оси, при этом такое последовательное соединение руля транспортного средства с ведомыми зубчатыми колесами упрощает конструкцию устройства управления за счет исключения гидравлических цилиндров и, соответственно, устройств, обеспечивающих работу этих цилиндров, а именно баков с гидравлической жидкостью, насосов, распределителей и трубопроводов высокого давления, что в свою очередь также повышает надежность устройства управления за счет использования только механической связи руля с приводными зубчатыми колесами для поворота колес транспортного средства. Кроме того, центры ведомых зубчатых колес (7) могут лежать на одной оси с центром по меньшей мере одной приводной шестерни (4), которая в свою очередь может быть выполнена в виде одной детали с ведущими зубчатыми колесами (5) одной пары колес транспортного средства, что исключит люфт при передаче крутящего момента от шестерни (4) к зубчатым колесам (5) и таким образом дополнительно повысить надежность устройства.

Количество приводных шестерен (4) зависит от количества пар колес (10) транспортного средства, поворачиваемых от рулевого механизма. Так, если транспортное средство имеет две пары колес (10) транспортного средства, то для поворота может использоваться одна или обе пары колес, то есть количество приводных шестерен (4) в таком случае будет составлять: одна или две. Таким образом, количество приводных шестерен (4) определяется интервалом от 1 до n, где n – количество пар колес (10) транспортного средства, выполненных с возможностью поворота.

Каждая цепь цепной передачи (6) включает по меньшей мере две вставки (13), один конец которых соединен со звеном цепи, а другой - выполнен с резьбой, соединенные регулировочными муфтами (14), что дополнительно повышает надежность за счет регулирования необходимого натяжения цепи цепной передачи (6), а также за счет обеспечения правильной установки направления колес (10).

Каждая регулировочная муфта (14) представляет собой втулку, выполненную с внутренними резьбами, имеющими разное направление с двух сторон этой втулки, что дополнительно повышает надежность за счет регулирования необходимого натяжения цепи цепной передачи (6) вращением регулировочной муфты (14), а также за счет обеспечения правильной установки направления колес (10).

Устройство управления поворотом колес транспортного средства работает следующим образом.

При повороте руля транспортного средства осуществляется поворот червяка и зубчатого колеса червячной передачи (1). Зубчатое колесо червячной передачи (1) вращает установленную на одном валу с этим зубчатым колесом шестерню (2), которая в свою очередь перемещает зубчатую рейку (3), выполненную с возможностью преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное движение по меньшей мере одной приводной шестерни (4). По меньшей мере одна приводная шестерня (4) передает вращение ведущим зубчатым колесам (5), которые в свою очередь с помощью цепей цепных передач (6) вращают ведомые зубчатые колеса (7), установленные на поворотных кулаках (8), на цапфах (9) которых установлены колеса (10) транспортного средства для обеспечения поворота колес. Таким образом, колеса (10) транспортного средства поворачиваются вокруг шкворня (11), закрепленного на раме (12) транспортного средства.

Расположение ведомых зубчатых колес (7) на одной оси обеспечивает поворот одной пары колес (10) транспортного средства, расположенных на противоположных сторонах транспортного средства, а именно левого и правого борта. Таких пар колёс (10) с устройством управления можно установить столько, сколько требуется данному транспортному средству. При этом поворот всех колёс (10) как вправо, так и влево возможен вплоть до 90⁰ за счет использования цепной передачи (6) для поворота поворотных кулаков (8), что позволяет транспортному средству совершать крутые манёвры вплоть до движения боком.

С целью регулирования правильности установки колёс (10) и натяжения цепей, каждая цепь цепной передачи (6) включает по меньшей мере две вставки (13), один конец которых соединен со звеном цепи, а другой - выполнен с резьбой, соединенные регулировочными муфтами (14), которые представляют собой втулку с внутренними резьбами, имеющими разное направление, например, одна половина внутренней поверхности втулки имеет левую резьбу, а другая половина – правую.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Устройство управления поворотом колес транспортного средства содержит шкворни и цапфы поворотных кулаков, выполненные с возможностью поворота колес относительно оси шкворней, закрепленных на раме транспортного средства, цепные передачи, соединяющие ведущие зубчатые колеса и ведомые зубчатые колеса, установленные на поворотных кулаках. Руль соединен последовательно с червячной передачей через шестерню, установленную на валу зубчатого колеса червячной передачи, с зубчатой рейкой, которая через приводную шестерню соединена с ведущими зубчатыми колесами, соединенными цепями цепных передач с ведомыми зубчатыми колесами, расположенными на одной оси. Достигается упрощение конструкции и повышение надежности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство управления поворотом колес транспортного средства, содержащее шкворни и цапфы поворотных кулаков, выполненные с возможностью поворота колес относительно оси шкворней, закрепленных на раме транспортного средства, цепные передачи, соединяющие ведущие зубчатые колеса и ведомые зубчатые колеса, установленные на поворотных кулаках, отличающееся тем, что руль соединен последовательно с червячной передачей, через шестерню, установленную на валу зубчатого колеса червячной передачи, с зубчатой рейкой, которая через по меньшей мере одну приводную шестерню соединена с ведущими зубчатыми колесами, соединенными цепями цепных передач с ведомыми зубчатыми колесами, центры которых расположены на одной оси.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая цепь цепной передачи включает две вставки, один конец которых соединен со звеном цепи, а другой - выполнен с резьбой, соединенные регулировочными муфтами.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что каждая регулировочная муфта представляет собой втулку, которая выполнена с внутренними резьбами, имеющими разное направление.