способ перемещения транспортного средства и устройство его реализующее

Формула изобретения

1. Способ перемещения транспортного средства, включающий подачу крутящего момента на колесо, которое передает вращение на обод, связанный с колесом, отличающийся тем, что обод вместе с осью и приводным колесом поворачивают относительно внутренней сферической поверхности колеса и фиксируют в направлении дальнейшего движения колеса, причем положение оси колеса задают относительно внутренней поверхности колеса задающими элементами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что задающие элементы выполняют в виде хотя бы двух роликов.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что задающие элементы взаимодействуют с направляющей, выполненной на внутренней сферической поверхности колеса.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что хотя бы два колеса соединяют между собой и придают вращение отдельно каждому колесу таким образом, чтобы вращение было направлено по касательной к траектории.

5. Устройство транспортного средства, содержащее колесо, внутри которого установлено приводное колесо, взаимодействующее с ободом, связанным с внутренней сферической поверхностью колеса, отличающееся тем, что на конце оси, на которой на водиле установлено приводное колесо, взаимодействующее с ободом, выполнены задающие элементы, которые выполнены с возможностью взаимодействия с внутренней сферической поверхностью колеса, а обод выполнен с возможностью поворота и фиксации относительно внутренней сферической поверхности колеса.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что задающие элементы выполнены в виде хотя бы одного ролика с каждой стороны оси.

7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что обод и приводное колесо выполнены зубчатыми.

8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что хотя бы два колеса связаны между собой с возможностью установки обода в них по направлению касательной к траектории.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к транспортному машиностроению.

Известен способ перемещения транспортного средства, заключающийся в перемещении колеса с ободом, выполненным с внутренними зубьями, находящимися в зацеплении со звездочкой, установленной на ведущем валу, на который дополнительно устанавливают водило с возможностью вращения, на конце которого закрепляют ось колеса (а.с. № 1643209, МКИ В60К 17/32. Колесный узел мобильной машины. В.Л.Строков и др., бюл. № 15 от 23.04.91).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании способа, относится невозможность осуществить поворот на любой угол.

Известно устройство, включающее колесный узел, содержащий ось, ступицу с подшипниками, обод, выполненный с внутренними зубьями, находящимися в зацеплении со звездочкой, установленной на ведущем валу, на который дополнительно устанавливают водило с возможностью вращения, на другом конце которого закреплена ось колеса (а.с. № 1643209, МКИ В60К17/32. Колесный узел мобильной машины. В.Л.Строков и др., бюл. № 15 от 23.04.91).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании устройства, относится ограниченная возможность поворота транспортного средства.

Техническая задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, - повышение эффективности за счет расширения функциональных возможностей, технический результат - расширение возможности поворота колеса во всех направлениях.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе, включающим подачу крутящего момента на колесо, которое передает вращение на обод, связанный с колесом, обод вместе с осью и приводным колесом поворачивают относительно внутренней сферической поверхности колеса и фиксируют в направлении дальнейшего движения колеса, причем положение оси колеса задают относительно внутренней поверхности колеса задающими элементами.

Задающие элементы выполняют, например, в виде хотя бы двух роликов.

Кроме того, задающие элементы взаимодействуют с направляющей, выполненной на внутренней сферической поверхности колеса.

Хотя бы два колеса соединяют между собой и придают вращение отдельно каждому колесу таким образом, чтобы вращение было направлено по касательной к траектории.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем колесо, внутри которого установлено приводное колесо, взаимодействующее с ободом, связанным с внутренней сферической поверхностью колеса, на конце оси, на которой на водиле установлено приводное колесо, взаимодействующее с ободом, выполнены задающие элементы, которые выполнены с возможностью взаимодействия с внутренней сферической поверхностью колеса, а обод выполнен с возможностью поворота и фиксации относительно внутренней сферической поверхности колеса. Задающие элементы выполнены в виде хотя бы одного ролика с каждой стороны оси. Обод и приводное колесо выполнены зубчатыми. Хотя бы два колеса связаны между собой с возможностью установки обода в них по направлению касательной к траектории.

На фиг.1 представлен общий вид устройства, на фиг.2, 3, 4 - увеличенный вид I (в том числе и варианты) на фиг.1, на фиг.5 - сечение А-А на фиг.1, на фиг.6 показано колесо с направляющей на внутренней сферической поверхности колеса, на фиг.7, 8 показаны возможные траектории задающих элементов с подачей энергии от привода 16 (фиг.8) и на извне (фиг.7). На фиг.9а - хотя бы одно колесо установлено в корпусе, на фиг.9б - система, в которой хотя бы два колеса связаны между собой, на фиг.10 а, б, в, г - возможные варианты использования колес: а - одного, б - двух, в - трех, г - четырех и т.д. На фиг.11 - возможные варианты направления движения транспортного средства: а - направление движения совпадает с с первоначальным, б, в, г - осуществление заданных траекторий.

Колесо 1 имеет внутреннюю 2 и внешнюю 3 поверхности, причем колесо 1 может быть выполнено как из прозрачного, так и непрозрачного материала. Внутри колеса 1 установлен обод 4, который может быть выполнен зубчатым. Обод 4 с внешней стороны имеет сферическую поверхность 5, которая взаимодействует с внутренней 2 поверхностью колеса 1 (фиг.1), причем обод 4 может фиксироваться относительно внутренней поверхности колеса 1 фиксирующим элементом 6. С ободом 4 взаимодействует приводное колесо 7, которое может быть выполнено зубчатым и установлено на оси 8 посредством водила 9, состоящего из щек 10, 11. Обод 4 имеет щеки 12, 13, в которых выполнены отверстия для установки оси 8, причем на концах оси 8 установлены задающие элементы 14, хотя бы в одном из которых установлено устройство поворота 15 оси 8 с приводным механизмом 16. Задающий элемент 14 может быть выполнен с различной поверхностью или в виде одного или двух роликов 17, упруго установленных для задания положения оси 8 внутри сферического колеса 1 (фиг.2, 3, 4). В процессе движения приводное колесо может отклоняться относительно нижнего положения на угол (фиг.5), причем отклонение ограничено упругими элементами 18, связанными с осью 8. Задающий элемент 14 может взаимодействовать с направляющей 19 (фиг.6). Задающие элементы 14 описывают сферические траектории (фиг.7, 8). Приводное колесо 7 приводится во вращение приводом 20 (электродвигатель или другой двигатель) (фиг.1, 6). Колесо 1 может быть установлено в корпусе 21 шарнирно с помощью элементов 22. На фиг.9а и 9б показаны варианты с одним и двумя колесами 1, установленными в корпусе 21. Причем каждое колесо может работать автономно, когда все приводные элементы (условно не показанные) расположены внутри колеса 1. В этом случае колесо 1 поворачивается в любом направлении на 360°. Если приводные механизмы расположены внутри колеса, а источник энергии 23, например, на корпусе 21, то энергия подводится через (провод и т.д.) отверстия 24 в колесах 1. Если приводные механизмы и источник энергии расположены на корпусе, то через отверстия 24 проходят механические системы (карданные или гибкие валы). В этих случаях угол поворота колес ограничен и составляет около 360°(фиг.1, 6).

Работа при осуществлении данного способа происходит следующим образом. Подается крутящий момент на приводное колесо 7, которое передает вращение на обод 4 колеса 1, причем обод 4 относительно колеса 1 фиксируется в направлении дальнейшего движения колеса фиксирующим механизмом 6 с внутренней поверхности 2 колеса 1, а внутренняя 2 и внешняя 3 поверхность колеса 1 выполнены сферическими. Положение оси колеса задается относительно внутренней 2 поверхности колеса 1 задающими элементами 14 (фиг.2, 3), которые могут иметь различную поверхность, взаимодействующую с внутренней сферической поверхностью колеса или в виде роликов с каждой стороны оси колеса или двух роликов с упругим элементом.(фиг.4).

Задающие элементы 14 могут взаимодействовать как непосредственно с внутренней поверхностью 2 колеса 1, так и с направляющей 19. Задающие элементы 14 могут приводится во вращение приводным механизмом относительно оси (в этом случае задающие элементы могут вращаться относительно оси) и выполнять функции устройства поворота или непосредственно устройством 15 приводным механизмом 16 или от внешнего источника поворота через отверстие 24. Задающие элементы 14 описывают сферические траектории (фиг.7, 8). Приводное колесо 7 и обод могут выполняться из различных материалов с покрытиями для повышения трения и т.д. или выполняться зубчатыми. Приводное колесо 7 приводится во вращение приводом 20 (включающим электродвигатель и т.д.) или от внешнего источника энергии 21. Хотя бы одно колесо 1 может быть установлено корпусе (фиг.9а) или два или более колес располагают в корпусе (фиг.9б). В этом случае перевозимый объект (груз, водитель, пассажиры) может располагаться не внутри колеса, а на корпусе. Приводное колесо 7 (фиг.5) при большом внешнем сопротивлении может отклоняться на угол до упора в упругие элементы 18 (возможно сжатие упругих элементов), приводное колесо 7 установлено относительно оси 8 посредством щек 10, 11 водила 9. Колесо 1 устанавливается в корпусе от одного и больше. Для движения с наименьшим сопротивлением колеса приводят во вращение по касательной к траектории (фиг.11 а, б, в, г) в частном случае, если траектория прямая линия в направлении траектории. То есть движение может осуществляться в любом направлении (фиг.11 а, б, в). Если необходимо повысить сопротивление движению, колеса приводят во вращение в направлении, не совпадающим с касательной к траектории (с траекторией). Транспортное средство может использоваться во вредных для здоровья людей зонах (радиоактивная, для взрывных работ и т.д.), люди внутри колеса или на (в) корпусе в этом случае не размещаются. Такое конструктивное выполнение позволит расширить возможности поворота транспортного средства в любом направлении по любой траектории.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство предназначено для использования в транспортных средствах;

- средство, воплощающее заявленный объект, способно обеспечить достижение устраиваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию «промышленная применимость» по действующему законодательству.