Колесно-шагающий движитель транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B62D57/02 

(54) КОЛЕСНО-ШАГАЮЩИЙ ДВИЖИТЕЛЬ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА

1

Изобретение относится к движителям транспортных средств высокой проходимости и, в частности к колесно-шагающим движителям.

Известен колесно-шагающий движитель, который содержит два шарнирно-сочлененных рычага, первый из которых своим свободным концом поворотно соединен с корпусом транспортного средства, а второй - со ступицей колеса, приводы вращения ходового колеса, рычагов и механизмы их блокировки, причем привод вращения колеса выполнен в виде гидромотора, размещенного во втором рычаге, привод вращения рычагов выполнен в виде двух гидроцилиндров, связывающих первый рычаг с корпусом и с вторым рычагом, а блокирующий механизм размещен в приводных элементах.

Движитель обеспечивает высокую проходимость транспортного средства 1.

Однако применение движителя ограничивается сложностью конструкции и трудностью управления транспортным средством из-за больщого количества приводов, установленных раздельно для вращения колеса и вращения рычагов.

Известен колесно-щагающий движитель, содержащий механизм щагания, включающий два шарнирно-сочлененных рычага, первый из которых щарнирно связан с корпусом транспортного средства, а второй со ступицей колеса, тяговый двигатель, размещенный в первом рычаге, и один тяговый редуктор, размещенный в обоих рычагах, причем блокирующий механизм этого движителя состоит из червячной пары, снабженной командным электродвигаелем, и

10 червячная щестерня связана со ступицей первого рычага, а червяк с корпусом, первый и второй рычаги соединены редуктором, встроенным в первом рычаге и имеющем передаточное отнощение or второго рычага к 15 корпусу относительно первого рычага, равное двум.

Колесный режим этого движителя осуществляется включением только тягового привода, а колесно-щагающий - включением тягового и командного электродвигателей, что позволило существенно упростить управление транспортным средством 2.

Недостатком такого движителя является наличие дифференциальной связи колеса и

рычагов на этапе выноса корпуса транспортного средства, что может привести к откату колеса и, таким образом, к потере подвижности транспортного средства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической суп1ности и достигаемому результату является колесно-шагающий движитель, содержащий два шарнирно сочлененных рычага, первый из которых своим свободным концом шарнирно соединен с корпусом транспортного средства, а другой шарнирно со ступицей колеса, двигатель, соединенный с планетарным блокирующим механизмом, который через эпицикл и дополнительный планетарный редуктор кинематически связан с первым рычагом, а через водило - с тяговым редуктором, выполненным в виде планетарной передачи с реактивным звеном и двух последовательно установленных, соединенных со ступицей колеса передач с несоосными звеньями, одна из которых расположена в первом рычаге, а другая - во втором, причем блокирующий механизм состоит из трехзвенного планетарного механизма, солнечная шестерня которого соединена с валом двигателя, водило - с входным валом тягового редуктора, а эпицикл через дополнительный планетарный редуктор - с первым рычагом, при этом водило и эпицикл снабжены управляемыми тормозами, неповоротно связанными с корпусом транспортного средства.

Колесный режим работы движителя осуществляется при торможении эпицикла блокирующего механизма, а этап переноса корпуса колесно-шагающего режима при торможении водила. Дифференциальная связь колеса и рычага на этапе переноса корпуса при этом исключается, что принципиально важно для повыщения проходимости транспортного средства 3.

Однако на этапе выноса корпуса при работе движителя в колесно-шагающем режиме существует контур циркуляции мощности, включающий в себя первый и второй рычаги с встроенными в них передачами с несоосными звеньями, планетарную передачу тягового редуктора, редуктор привода вращения рычагов, обусловленный наличием жесткой связи реактивного звена планетарной передачи с первым рычагом, а также наличием крутящего момента на втором рычаге от действия касательной реакции грунта, приложенной к колесу, что приводит к увеличению нагрузок в зубчатых зацеплениях редуктора привода вращения рычагов и его опорах, потерям моц ности в зацеплениях и опорах контура, приводящих к значительному снижению коэффициента полезного действия движителя и, следовательно, к увеличению энернопотребления.

На этапе выноса колеса между колесом и рычагами устанавливается дифференциальная связь, зубчатые з-ацепления редуктора привода вращения рычагов и его опоры, также как и на этапе переноса корпуса, дополнительно нагружены от крутящего момента на втором рычаге. Это обстоятельство и тот факт, что реактивное звено планетарной передачи тягового редуктора жестко связано с первым рычагом, приводит в целом к снижению КПД движителя и увеличению внутреннего сопротивления вращению рычагов. Последнее может привести к задер жке и даже остановке их вращения.

Цель изобретения - уменьшение энергопотребления и повышение надежности работы в колесно-шагающем режиме.

Поставленная цель достигается тем, что

5 в колесно-шагающем движителе, содержащем два шарнирно-сочлененных рычага, первый из которых своим свободным концом шарнирно соединен с корпусом транспортного средства, а другой шарнирно со ступицей колеса, двигатель, соединенный с планетарным блокирующим механизмом, который через эпицикл и дополнительный планетарный редуктор кинематически связан с первым рычагом, а через водило - с тяговым редуктором, выполненным в виде пла

5 нетарной передачи с реактивным звеном и двух последовательно установленных, соединенных со ступицей колеса, передач с несоосными звеньями, одна из которых расположена в первом рычаге, а другая - .во втором, реактивное звено тягового редуктора жестко соединено с корпусом транспортного средства, а передаточное отношение каждой передачи с несоосными звенья.ми равно единице.

На чертеже изображена кинематичес5 кая схема колесно-шагающего движителя.

Движитель состоит из двух пустотелых шарнирно-сочлененных рычагов 1 и 2. Первый рычаг 1 свободным концом установлен на стакане 3, конструктивно объединенны.м

с корпусом тягового двигателя 4, который установлен неподвижно на корпусе 5 транспортного средства. Второй рычаг 2 шарнирно связан своим свободным концом со ступицей 6 колеса. Рычаги движителя рас5 положены в плоскости вращения колеса и кинематически связаны друг с другом с помощью редуктора 7 привода вращения рычагов.

Выходной вал двигателя 4 соединен с солнечной шестерней 8 блокирующего ме0 ханизма. Эпицикл 9 блокирующего механизма снабжен электромагнитным тормозом 10 и соединен через дополнительный планетарный редуктор 11 с первым рычагом I, а водило 12 блокирующего механизма снабжено тормозом 13 и соединено с входным валом 14 тягового редуктора. Тяговый редуктор состоит из планетарной передачи 15, реактивное звено 16 которой жестко соединено со стаканом 3, и передач 17 и 18 с несоосными звеньями, например, цепных встроенных, соответственно, в первом 1 и втором 2 рычагах. Вал 14 тягового редуктора расположен соосно ступице рычага 1 и двигателя 4, промежуточный вал 19 - соосно оси сочленения рычагов 1 и 2, выходной вал 20 - соосно ступице колеса 6. Редуктор 11 расположен между блокирующим механизмом и передачей 15 тягового редуктора, причем эпицикл 21 последнего планетарного ряда выполнен заодно с рычагом 1. Колесно-шагающий движитель работает следующим образом. При включении тормоза 10 эпицикл 9 соединяется с корпусом двигателя 4. В этом случае вся мощность двигателя 4 через планетарный ряд блокирующего механизма и тяговый редуктор передается колесу 6. Движитель работает в колесном режиме, а тормоз 13 при этом выключен. Для выноеса колеса при работе движителя в колесно-щагающем режиме выключаются оба тормоза 10 и 13. Между эпициклом 9 и водолом 12 блокирующего механизма и, следовательно, между соединенными с этими звеньями рычагом 1 и колесом 6 устанавливается дифференциальная связь так, что вращаются и первый рычаг 1 и колесо 6. Колесо перемещается как ведущее от момента на колесе и толкаемое от силы на конце второго рычага 2, причем чем больще сила сопротивления качению, тем больше момент на колесе и тем больще толкающая сила. При вращении рычага 1, благодаря кинематическим связям редуктора привода вращения рычагов, и благодаря тому, что плечи этих рычагов равны, ось колеса соверщает прямолинейные перемещения относительно корпуса транспортного средства. Для выноса корпуса при работе движителя в колесно-щагающем режиме тормоз 10 выключается, а тормоз 13 включается. Водило 12 блокирующего механизма и, следовательно, вал 14 тягового редуктора оказывается соединенным с корпусом двигателя 4. Вся мощность двигателя 4 через блокирующий механизм и дополнительный планетарный редуктор 11 передается на вращение рычагов, что вызывает перемещение,корпуса 5 транспортного средства относительно оси колеса 6. При этом звенья планетарной передачи 15 неподвижны, так как ее реактивное звено 16 жестко связано с корпусом. Ввиду того, что звенья передач 17 и 18 с несоосными звеньями совершают планетарные перемещения, условие неподвижности колеса - отсутствие вращения, необходимого для реализации оптимальных тяговых свойств колеса может быть получено из основного уравнения кинематических связей звеньев движителя и при угловой скорости колеса, равной нулю передаточные отнощения упомянутых выще передач определяются выражением 2 - J-, Ч где 1 (, 12 - передаточные отнощения передач с несоосными звеньями, встроенных, соответственно, в первом и втором рычагах. Таким образом, на этапе переноса корпуса пл.анетарная передача 15 исключается из контура циркуляции мощности. При передаточном отнощении передач 17 и 18 с несоосными звеньями, равном единице исключается также из контура циркуляции мощности редуктор 7 привода вращения рычагов. Он же на этапе выноса колеса дополнительно не нагружен от действия крутящего момента на втором рычаге, поскольку крутящий момент на последнем в этом случае пренебрежительно мал. Все это в значительной степени позволяет уменьщить энернопотребление и повысить надежность работы движителя в колесно-щагающем режиме. Формула изобретения Колесно-щагающий движитель транспортного средства, содержащий два шарнирно-сочлененных рычага, первый из которых своим свободным концом шарнирно соединен с корпусом транспортного средства, а другой - щарнирно со ступицей колеса, двигатель, соединенный с планетарным блокирующим механизмом, который через эпицикл и дополнительный планетарный редуктор кинематически связан с первым рычагом, а через водило - с тяговым редуктором, выполненным в виде планетарной передачи с реактивным звеном и двух последовательно установленных, соединенных со ступицей колеса передач с несоосными звеньями, одна из которых расположена в первом рычаге, а другая - во втором, отличающийся тем, что, с целью уменьшения энергопотребления и повышения надежности работы в колесно-щагающем режиме, реактивное звено тягового редуктора жестко соединено с корпусом транспортного средства, а передаточное отнощение каждой передачи и с несоосными звеньями равно единице. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3842926, кл. 180-8, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР № 552232, кл. В 62 D 57/02, 1975. 3.Авторское свидетельство СССР № 650877, кл. В 62 D 57/02, 1976 (лрототип). /I/ fj 9 fO 1нГТТОТ . . Лп. TT / 471 I w||f(JjAA/ 8 4