транспортное средство (варианты) и способ его передвижения

Формула изобретения

1. Транспортное средство, включающее шасси с укрепленными на нем опорами, отличающееся тем, что опоры установлены по разные стороны от центра тяжести шасси, укрепленного на опорах шарнирно с возможностью поворота вокруг каждой из них, при этом шасси снабжено грузовой кабиной, укрепленной в районе центра масс транспортного средства шарнирно относительно шасси с возможностью сохранения вертикального положения при любом положении шасси, кроме того, опоры снабжены механизмами, обеспечивающими возможность изменения их длины, причем длина опоры, длина шасси и высота грузовой кабины выбраны из условия, что максимально возможное расстояние от опорной поверхности до точки соединения опоры с шасси превышает длину шасси и высоту грузовой кабины.

2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими скачкообразное изменение их высоты.

3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими плавное изменение их высоты.

4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что опоры выполнены в виде опор качения.

5. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что опоры выполнены в виде опор скольжения.

6. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шасси выполнено с возможностью изменения своей длины.

7. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что шасси снабжено утяжеляющими элементами, укрепленными по его концам.

8. Транспортное средство, включающее шасси с укрепленными на нем опорами, отличающееся тем, что опоры установлены по разные стороны от центра тяжести шасси, укрепленного на опорах шарнирно с возможностью поворота вокруг каждой из них, при этом шасси снабжено грузовой кабиной, укрепленной на транспортерной площадке с возможностью перемещения вместе с ее лентой, которая кинематически связана с шасси с возможностью перемещения при повороте шасси вокруг одной из опор, кроме того, опоры снабжены механизмами, обеспечивающими возможность изменения их длины, причем длина опоры и длина шасси выбраны из условия, что максимально возможное расстояние от опорной поверхности до точки соединения опоры с шасси превышает длину шасси.

9. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими скачкообразное изменение их высоты.

10. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими плавное изменение их высоты.

11. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что опоры выполнены в виде опор качения.

12. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что опоры выполнены в виде опор скольжения.

13. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что шасси выполнено с возможностью изменения своей длины.

14. Транспортное средство по п.8, отличающееся тем, что шасси снабжено утяжеляющими элементами, укрепленными по его концам.

15. Способ передвижения заявленного транспортного средства, осуществляемый с опорой его шасси на опорную поверхность, отличающийся тем, что периодически прерывают опирание шасси на опорную поверхность с одной его стороны, противоположной выбранному направлению движения, и обеспечивают свободный поворот шасси под действием собственного веса вокруг точки шарнирного соединения шасси со второй опорой, находящейся в этот момент в контакте с опорной поверхностью, затем после прохождения шасси нижней точки и продолжения движения по инерции по другую сторону действующей опоры восстанавливают опирание шасси на опорную поверхность с той стороны шасси, с которой оно было прервано, затем прерывают опирание шасси на опорную поверхность со стороны до того действующей опоры и обеспечивают циклическое повторение поворотов шасси под действием собственного веса вокруг периодически меняющихся точек его шарнирного соединения с опорами и передвижение транспортного средства в заданном направлении с обеспечением в любой момент времени надежной опоры шасси на опорную поверхность.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что прерывание опирания шасси на опорную поверхность обеспечивают путем скачкообразного изменения высоты опоры.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что прерывание опирания шасси на опорную поверхность обеспечивают путем скачкообразного изменения высоты опоры, выполненной из нескольких сочлененных между собой звеньев.

18. Способ по п.15, отличающийся тем, что прерывание опирания шасси на опорную поверхность обеспечивают путем плавного изменения высоты опоры.

19. Способ по п.15, отличающийся тем, что во время перемещения шасси под действием их собственного веса сообщают импульс силы, величину которого выбирают из условия компенсации трения в узлах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к динамическим системам и может быть использовано как транспортное средство для перемещения грузов вдоль опорной поверхности.

Для оценки новизны и технического уровня первых двух независимых объектов заявленного технического решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков.

Известно транспортное средство, содержащее раму и инерцоидный привод, взаимодействующий с ведущими колесами, причем инерцоидный привод выполнен из блока двигателей, роторы которых кинематически связаны между собой посредством шестерен с дебалансами, см. Р.И.Букин-Романов, Транспортное средство, авт. свид. СССР 589150, МПК В 62 D 57/00, В 60 К 9/04, 1979 г.

Данное устройство имеет недостатки, заключающиеся в сложности инерционного привода и малой средней скорости передвижения за один цикл.

Известен также инерцоид, содержащий тележку, опирающуюся на четыре колеса, на которой расположен двигатель и два рычага с грузами на концах, колеблющимися относительно оси движения и оси инерцоида, причем шарнирно-рычажные механизмы, приводящие рычаги с грузами в колебания, состоят из тормозной колодки, упора, пружины тормоза и тормозного кулачка, см. В.Н.Толчин, Инерцоид, Пермь, Пермское книжное издательство, 1977 г.

Данное устройство также имеет недостатки, заключающиеся в том, что шарнирно-рычажный механизм сложен, а также в том, что использование пружины тормоза предполагает, что каждый раз после определенного периода работы надо подбирать натяжение пружины, так как со временем сказывается усталость металла, из которого сделана пружина. Указанное снижает среднюю скорость передвижения.

Известен инерционно-импульсный движитель, содержащий корпус, дебалансы, закрепленные на одних концах подвижных штанг, размещенных в радиальных направляющих, связанных с приводным валом, установленным в корпусе, при этом дебалансы снабжены элементами качения, взаимодействующими с дугообразными с уступом копирами, дуга которых эксцентрична относительно оси вращения вала, на штангах между дебалансами и направляющими установлены пружины сжатия, кроме того, на других концах штанг установлены противовесы, сбалансированные с массой дебаланса при нахождении противовеса в зоне вершины эксцентриситета дуги копира, корпус снабжен расположенными снаружи сверху и снизу поворотными центрами для установки его на транспортном средстве с возможностью поворота для изменения направления тяги, см патент РФ №2051832.

Известен инерцоид, содержащий шасси, опирающееся на четыре колеса, на котором расположен двигатель и два рычага с грузами на концах, колеблющимися относительно оси движения и оси инерцоида, в качестве шарнирно-рычажных механизмов использованы два четырехзвенных шарнирно-рычажных механизма Чебышева, которые соединены с двигателем так, чтобы ведомые звенья - рычаги с грузами на концах колебались синхронно, причем угол колебаний установлен 115-125 градусов, а грузы выполнены в виде шара, см патент РФ №2184045.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату вышеописанный способ передвижения выбран в качестве прототипа первых двух независимых объектов заявляемого изобретения.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является сложность конструкции, наличие ограничений по весу перемещаемого груза и характеру опорной поверхности, что обусловливает ограниченную область его применения.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания конструктивно простого транспортного средства, не имеющего ограничений по весу перемещаемого груза и характеру опорной поверхности и не требующего мощного двигателя для своего передвижения.

Сущность первого независимого объекта заявляемого изобретения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.

Транспортное средство, включающее шасси с укрепленными на нем опорами, характеризуется тем, что опоры установлены по разные стороны от центра тяжести шасси, укрепленного на опорах шарнирно с возможностью поворота вокруг каждой из них, при этом шасси снабжено грузовой кабиной, укрепленной в районе центра масс транспортного средства шарнирно относительно шасси с возможностью сохранения вертикального положения при любом положении шасси, кроме того, опоры снабжены механизмами, обеспечивающими возможность изменения их длины, причем длина опоры, длина шасси и высота грузовой кабины выбраны из условия, что максимально возможное расстояние от опорной поверхности до точки соединения опоры с шасси превышает длину шасси и высоту грузовой кабины.

В этом заключается совокупность существенных признаков первого независимого объекта изобретения, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Кроме этого, первый независимый объект заявленного изобретения имеет ряд признаков, характеризующих изобретение в частных случаях его выполнения, конкретных формах его материального воплощения либо особых условиях его использования, а именно:

- опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими скачкообразное изменение их высоты;

- опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими плавное изменение их высоты;

- опоры могут быть выполнены в виде опор качения;

- опоры могут быть выполнены в виде опор скольжения;

- шасси может быть выполнено с возможностью изменения своей длины;

- шасси может быть снабжено утяжеляющими элементами, укрепленными по его концам.

Сущность второго независимого объекта заявляемого изобретения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.

Транспортное средство, включающее шасси с укрепленными на нем опорами, характеризуется тем, что опоры установлены по разные стороны от центра тяжести шасси, укрепленного на опорах шарнирно с возможностью поворота вокруг каждой из них, при этом шасси снабжено грузовой кабиной, укрепленной на транспортерной площадке с возможностью перемещения вместе с ее лентой, которая кинематически связана с шасси с возможностью перемещения при повороте шасси вокруг одной из опор, кроме того, опоры снабжены механизмами, обеспечивающими возможность изменения их длины, причем длина опоры и длина шасси выбраны из условия, что максимально возможное расстояние от опорной поверхности до точки соединения опоры с шасси превышает длину шасси.

В этом заключается совокупность существенных признаков второго независимого объекта изобретения, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Кроме этого, второй независимый объект заявленного изобретения имеет ряд признаков, характеризующих изобретение в частных случаях его выполнения, конкретных формах его материального воплощения либо особых условиях его использования, а именно:

- опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими скачкообразное изменение их высоты;

- опоры шасси транспортного средства снабжены механизмами, обеспечивающими плавное изменение их высоты;

- опоры могут быть выполнены в виде опор качения;

- опоры могут быть выполнены в виде опор скольжения;

- шасси может быть выполнено с возможностью изменения своей длины;

- шасси может быть снабжено утяжеляющими элементами, укрепленными по его концам.

Для оценки новизны и технического уровня третьего независимого объекта заявленного технического решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков.

Известен способ перемещения транспортного средства, заключающийся в повышении эффективности перемещения груза за счет перемещения одной части транспортного средства относительно другой, отличающийся тем, что хотя бы к одному движителю, хотя бы одной поступательно перемещающейся части передают вращение от привода механизма вращения, при этом хотя бы одну из частей транспортного средства перемещают поступательно, и плавно прикладывают крутящий момент хотя бы к движителю поступательно перемещающейся части транспортного средства таким образом, чтобы буксование было минимальным, см. заявку на выдачу патента РФ №2000118967.

Устройство перемещения транспортного средства, реализующее вышеописанный способ, содержит хотя бы две части с механизмом поступательного перемещения, причем на каждой части установлен хотя бы один движитель, при этом движители соединены приводным механизмом вращения через устройство задания крутящего момента с возможностью управления им механизма поступательного перемещения.

Известен способ передвижения устройства, осуществляемый с опорой на несущую поверхность, согласно которому устройство содержит в качестве движителя протяженное тело, выполненное с возможностью изгибания для придания ему заданной формы, при этом длина тела между двумя его концами существенно превышает поперечные размеры тела, способ включает изгибание тела, обеспечивающее создание областей опоры устройства, в которых тело прилегает к несущей поверхности, образуя с ней неподвижный контакт, характеризующийся тем, что создают волнообразное движение тела в виде бегущей от первого конца тела ко второму волны, обеспечивающее перемещение каждой области опоры вдоль несущей поверхности по мере последовательной смены в области опоры образующих ее участков тела в направлении от первого конца ко второму, см заявку на выдачу патента РФ №2002102922.

Особенностями заявленного способа является также то, что в процессе смены в области опоры предыдущего участка тела на следующий, контакт с несущей поверхностью, по меньшей мере, в одной точке предыдущего участка прерывают после создания контакта в этой области опоры следующим участком тела. До начала передвижения телу устройства придают заданную форму и создают волнообразное движение тела, обеспечивающее в процессе передвижения существенно периодическое повторение первоначально заданной формы тела. При перемещении устройства по существенно горизонтальной несущей поверхности тело изгибают таким образом, чтобы создать конфигурацию одновременно существующих областей опоры, обеспечивающую устойчивость устройства от опрокидывания в процессе перемещения. В процессе передвижения устройства изменяют протяженность, по меньшей мере, одной области опоры. Общую протяженность одновременно существующих областей опоры увеличивают при перемещении устройства по склону несущей поверхности. Несущая поверхность может представлять собой поверхность цилиндрического стержня, при этом часть тела устройства между крайними областями опоры плотно охватывает стержень более чем на половину оборота вокруг стержня, чтобы предотвратить возможность перемещения устройства относительно стержня под действием внешних сил. Тело устройства может быть выполнено из скрепленных последовательно элементов, каждый из которых содержит механизм, обеспечивающий возможность сгибать элемент в заданной плоскости, при этом область опоры создают, обеспечивая прилегание к несущей поверхности, по меньшей мере, одного элемента, причем механизм элемента содержит, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, приводимый в движение подачей в него жидкости, содержащей взвесь ферромагнитного материала. Устройство, реализующее вышеописанный способ передвижения, содержащее движитель в виде протяженного тела, длина которого между двумя его концами, существенно превышает поперечные размеры тела, характеризуется тем, что тело устройства содержит скрепленные последовательно элементы, каждый из которых содержит механизм, обеспечивающий возможность сгибать этот элемент в заданной плоскости, при этом механизм элемента содержит, по меньшей мере, один гидравлический цилиндр, заполненный для его функционирования жидкостью, включающей взвесь ферромагнитного материала.

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату вышеописанный способ передвижения транспортного средства выбран в качестве прототипа заявляемого изобретения.

Недостатками прототипа, не позволяющими достичь поставленной нами цели, является то, что является сложность реализации известного способа передвижения, наличие ограничений по весу перемещаемого груза и характеру опорной поверхности, что обусловливает ограниченную область его применения.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи создания достаточно просто реализуемого способа передвижения транспортного средства, не имеющего ограничений по весу перемещаемого груза и характеру опорной поверхности.

Сущность третьего независимого объекта заявляемого изобретения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.

Способ передвижения заявленного транспортного средства, осуществляемый с опорой его шасси на опорную поверхность, характеризуется тем, что периодически прерывают опирание шасси на опорную поверхность с одной его стороны, противоположной выбранному направлению движения, и обеспечивают свободный поворот шасси под действием собственного веса вокруг точки шарнирного соединения шасси со второй опорой, находящейся в этот момент в контакте с опорной поверхностью, затем после прохождения шасси нижней точки и продолжения движения по инерции по другую сторону действующей опоры восстанавливают опирание шасси на опорную поверхность с той стороны шасси, с которой оно было прервано, затем прерывают опирание шасси на опорную поверхность со стороны до того действующей опоры и обеспечивают циклическое повторение поворотов шасси под действием собственного веса вокруг периодически меняющихся точек его шарнирного соединения с опорами и передвижение транспортного средства в заданном направлении с обеспечением в любой момент времени надежной опоры шасси на опорную поверхность.

В этом заключается совокупность существенных признаков третьего независимого объекта изобретения, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Кроме этого, третий независимый вариант заявленного изобретения имеет ряд признаков, характеризующих изобретение в частных случаях его выполнения, конкретных формах его материального воплощения либо особых условиях его использования, а именно:

- прерывание опирания шасси на опорную поверхность обеспечивают путем скачкообразного изменения высоты опоры;

- прерывание опирания шасси на опорную поверхность обеспечивают путем скачкообразного изменения высоты опоры, выполненной из нескольких сочлененных между собой звеньев;

- прерывание опирания шасси на опорную поверхность обеспечивают путем плавного изменения высоты опоры;

- во время перемещения шасси под действием их собственного веса сообщают импульс силы, величину которого выбирают из условия компенсации трения в узлах.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков всех независимых объектов заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

Отдельные отличительные признаки заявленного изобретения (шасси, грузовая кабина, шарнирные опоры) известны из уровня техники, однако заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии данных отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема первого варианта заявленного транспортного средства, на фиг.2 - схема второго варианта заявленного транспортного средства, на фиг.3 - схема кинематических связей основных элементов второго варианта заявленного транспортного средства.

Заявленное транспортное средство включает шасси 1, укрепленное на опорах 2 шарнирно с возможностью поворота вокруг каждой из них. Шасси 1 снабжено грузовой кабиной 3, укрепленной в районе центра масс транспортного средства шарнирно относительно шасси 1 с возможностью сохранения вертикального положения при любом положении шасси. Во втором варианте кабина 3 укреплена на транспортерной площадке 4 с возможностью перемещения при повороте шасси 1 вокруг одной из опор. Опоры 2 снабжены механизмами, обеспечивающими возможность скачкообразного или плавного изменения их длины (на чертежах условно не показаны). Длина опоры 2, длина шасси 1 и высота грузовой кабины 3 выбраны из условия, что максимально возможное расстояние от опорной поверхности до точки соединения опоры 2 с шасси 1 превышает длину шасси 1 и высоту грузовой кабины 3. Шасси 1 может быть выполнено с возможностью изменения своей длины, а также может быть снабжено утяжеляющими элементами, укрепленными по его концам. Опоры 2 могут быть выполнены в виде опор качения или опор скольжения.

Транспортное средство работает следующим образом.

Периодически прерывают опирание шасси 1 на опорную поверхность с одной его стороны, противоположной выбранному направлению движения, и обеспечивают свободный поворот шасси 1 вместе с грузовой кабиной 3 под действием их собственного веса вокруг точки шарнирного соединения шасси со второй опорой 2, находящейся в этот момент в контакте с опорной поверхностью. После прохождения шасси 1 с грузовой кабиной 3 нижней точки и продолжения движения по инерции по другую сторону действующей опоры 2 восстанавливают опирание шасси 1 на опорную поверхность с той стороны шасси 1, с которой оно было прервано, затем прерывают опирание шасси 1 на опорную поверхность со стороны до того действующей опоры 1. Таким образом обеспечивают циклическое повторение поворотов шасси 1 с грузовой кабиной 3 под действием их собственного веса вокруг периодически меняющихся точек его шарнирного соединения с опорами 2 и передвижение транспортного средства в заданном направлении с обеспечением в любой момент времени надежной опоры шасси 1 на опорную поверхность.

В первом варианте заявленного транспортного средства после прерывания опирания шасси 1 на опорную поверхность с одной его стороны обеспечивают согласованное изменение высоты действующей опоры 2 шасси 1 с другой его стороны на величину, в каждый момент времени соразмерную и противоположную изменению высоты грузовой кабины 3, происходящему в период свободного поворота шасси 1 транспортного средства вместе с грузовой кабиной 3.

Во втором варианте заявленного транспортного средства при перемещении шасси 1 под действием собственного веса за счет имеющихся кинематических связей шасси 1 перемещает ленту 5 транспортерной площадки 4, которая в свою очередь перемещает грузовую кабину 3.

Во время перемещения шасси 1 под действием собственного веса шасси 1 можно сообщить импульс силы, который компенсирует трение в узлах транспортного средства и обеспечит подъем шасси 1 по инерции на требуемую высоту.

Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в любом из пунктов формулы изобретения. Предложенное транспортное средство может быть изготовлено промышленным способом из известных материалов с использованием известных технологий и технических средств, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие критерию "промышленная применимость".

Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает расширение функциональных возможностей транспортного средства, не имеющего ограничений по весу перемещаемого груза и характеру опорной поверхности и не требующего мощного двигателя для своего передвижения.