узел для передвижения по снегу для транспортных средств

Формула изобретения

1. Преобразующий узел транспортного средства для передвижения по снегу, который заменяет колесо колесного транспортного средства, причем данный узел содержит приводное взаимодействующее средство, которое взаимодействует с приводным валом транспортного средства, бесконечную ленту, приводимую в действие приводным взаимодействующим средством, причем лента проходит над горизонтальной пластиной для обеспечения опорной поверхности на снегу.

2. Преобразующий узел по п.1, в котором жесткая пластина выполнена из материала с низким коэффициентом трения, что позволяет снегу проходить между поверхностью ленты и жесткой пластины, обеспечивая смазку.

3. Преобразующий узел по п.1, в котором лента содержит центральную часть, проходящую над жесткой пластиной, и по меньшей мере одну боковую часть, разнесенную от центральной части распорками, так что лента гнется в двух направлениях - как в продольном, так и в поперечном.

4. Узел для передвижения по снегу для замены колеса транспортного средства, который включает в себя:

а) раму, поддерживающую два несущих колеса;

б) упомянутые несущие колеса, расположенные на расстоянии друг от друга, которое больше их объединенных радиусов;

в) бесконечную контактирующую со снегом гусеничную цепь, установленную для вращения на упомянутых несущих колесах;

г) поверхность, контактирующую с гусеничной цепью, обеспеченную между нижними концевыми участками упомянутых несущих колес;

установка ширины гусеничной цепи, расстояние между несущими колесами и поверхность, контактирующая с гусеничной цепью, в результате дают транспортное средство, имеющее силовое воздействие менее 250 кг/квадратный метр.

5. Узел для передвижения по снегу по п.4, в котором контактирующая со снегом гусеничная цепь перемещается над направляющей, причем упомянутая направляющая обеспечивает поверхность, контактирующую с гусеничной цепью между нижними концевыми участками упомянутых несущих колес.

6. Узел для передвижения по снегу по п.4, который дополнительно включает в себя приводное взаимодействующее средство для взаимодействия с приводным валом транспортного средства, а также для приведения в действие по меньшей мере одного из упомянутых несущих колес.

7. Узел для передвижения по снегу по п.4, в котором несущие колеса состоят из резины или включают в себя пневматическую шину.

8. Узел для передвижения по снегу по п.5, в котором контактирующая поверхность направляющей выполнена из материала с низким коэффициентом трения, что позволяет снегу проходить между поверхностью ленты и направляющей, обеспечивать смазку.

9. Узел для передвижения по снегу по п.5, в котором лента включает в себя центральную часть, проходящую над направляющей, и по меньшей мере одну боковую часть, разнесенную от центральной части распорками, так что лента гнется в двух направлениях - как в продольном, так и в поперечном.

10. Полноприводное транспортное средство, в котором каждое из 4 колес заменено одним узлом по п.4, причем передняя пара узлов управляется первым гидравлическим приводом, а задняя пара по выбору управляется вторым гидравлическим приводом.

11. Транспортное средство по п.10, в котором соединены два гидравлических узла так, чтобы задний привод двигался в направлении, противоположном переднему приводу.

12. Транспортное средство по п.10, в котором центр вращения для каждого узла по отношению к шасси находится ниже центра массы узла.

13. Транспортное средство по п.11, в котором продольная рулевая тяга в механизме рулевого управления переднего колеса присоединена к узлу за центрами вращения двух передних гусеничных узлов, и продольная рулевая тяга в механизме рулевого управления заднего колеса присоединена к узлу перед центрами вращения двух задних гусеничных узлов.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к преобразованию транспортного средства, в частности полноприводных транспортных средств в транспортные средства с усовершенствованным снегоуборочным оборудованием, способные передвигаться по снегу.

Уровень техники, к которому относится изобретение

Большинство транспортных средств для передвижения по снегу могут использоваться только для этой цели. Есть потребность в преобразующих узлах, способных преобразовывать колесные транспортные средства в эффективные транспортные средства для передвижения по снегу.

Патент США 3710886 раскрывает преобразующий комплект с гусеничной цепью для каждой стороны транспортного средства и применение тормозов для рулевого управления. Гусеничная цепь проходит над системой роликов.

Патент США 4069883 раскрывает преобразование трамвая с передними лыжами для рулевого управления и задней гусеничной цепью для приведения в движение.

Патент США 4313516 раскрывает аналогичное устройство, которое использует цепной привод с задних колес для гусеничной цепи. В гусеничных цепях применяются ролики для поддержки ленты гусеничной цепи.

Патент США 4719882 также является объединением лыж и гусеничной цепи, которое приводится в движение удлиненным приводным валом.

Патент США 5855248 раскрывает комплект, который использует уже существующие колеса, но предназначен больше для слабого грунта, чем для снега.

Некоторые патенты относятся к преобразованиям сельскохозяйственного трактора.

Патент США 5388656 раскрывает гусеничную цепь для ходового колеса трактора.

Патент США 5343960 раскрывает гусеничное преобразование для трактора, в котором также используется присоединение гидравлического рулевого управления, управляемое рулевым колесом. С каждой стороны используется по одной гусеничной цепи, и при контакте со снегом указанные гусеничные цепи выставляют горизонтальные салазки.

Патент США 5361860 раскрывает гусеничное преобразование, в котором рулевое управление осуществляется с присоединенного буксировочного оборудования.

Патент США 5924503 раскрывает систему привода для колеса гусеничной цепи.

Патент США 6199646 раскрывает полугусеничное устройство для заднего колеса сельскохозяйственного трактора.

Указанные устройства предшествующего уровня техники, как правило, являются неудовлетворительными, поскольку давление транспортного средства на снег слишком высоко, и рулевое управление транспортного средства становится невосприимчивым, либо оно помещает снег далеко под сдвиг, что задерживает продвижение вперед по снегу.

Например: двусторонний сдвиг при перемещении, пересечении, через откос, одна гусеничная цепь движется быстрее, чем другая, чтобы предупредить боковое скольжение, в результате происходит эффект вращения на снегу. Все существующие транспортные средства для передвижения по снегу имеют максимальный угол прохождения бокового уклона около тринадцати градусов.

Целью настоящего изобретения является обеспечение преобразования для транспортных средств, которое улучшит решение проблем.

Краткое описание изобретения

В данном аспекте настоящее изобретение обеспечивает преобразующий узел транспортного средства для передвижения по снегу, который заменяет колесо колесного транспортного средства, причем упомянутый узел содержит приводное взаимодействующее средство, которое взаимодействует с приводным валом транспортного средства, бесконечная лента, управляемая приводным взаимодействующим средством, причем лента проходит над горизонтальной пластиной, чтобы обеспечить опорную поверхность на снегу.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что с каждым колесом используется отдельный узел, и при соответствующей калибровке ширины и длины гусеничной цепи силовое воздействие составляет менее 250 кг на квадратный метр.

Таким образом, первый объект настоящего изобретения обеспечивает узел для передвижения по снегу для замены одного колеса полноприводного транспортного средства, который включает в себя:

а) раму, поддерживающую два несущих колеса;

б) упомянутые несущие колеса, разнесенные друг от друга на расстояние, которое больше их объединенных радиусов;

в) непрерывную контактирующую со снегом гусеничную цепь, установленную для вращения на упомянутых несущих колесах;

г) поверхность, контактирующую с гусеничной цепью, обеспеченную между нижними концевыми участками упомянутых несущих колес;

д) приводное взаимодействующее средство для взаимодействия с приводным валом транспортного средства и привидения в действие по меньшей мере одного из упомянутых несущих колес;

установка ширины гусеничной цепи, расстояние между несущими колесами и поверхностью, контактирующей с гусеничной цепью, в результате дают транспортное средство, силовое воздействие которого составляет менее 250 кг на квадратный метр.

Настоящее изобретение частично заявлено на внедрение по той причине, что там, где гусеничная цепь проходит над системой роликов, вес транспортного средства распределяется на систему линейных контактов, соответствующих положениям ролика, что приводит к очень высокому силовому воздействию на снег. Обеспечение пластинчатой опоры для гусеничной цепи устраняет указанную проблему.

Полноприводные транспортные средства могут быть преобразованы в транспортные средства, способные перемещаться по снегу, с силовым воздействием менее 250 мг на квадратный метр. Гусеничная цепь, которая устанавливается на каждое колесо, включает в себя лыжную секцию, над которой движется гусеничная цепь.

Предпочтительно каждый узел состоит из двух поддерживающих гусеничную цепь колес, по которым проходит гусеничная цепь, контактирующая со снегом. Указанные два колеса расположены друг от друга на расстоянии, чтобы обеспечить горизонтальный путевой участок между нижними концевыми участками каждого колеса, а гусеничная цепь снабжается плоской поверхностью для перехода. Указанная плоская пластина покрыта материалом с низким коэффициентом трения, таким как полиэтилен. Каждый узел имеет раму, поддерживающую два несущих колеса, и опорную пластину гусеничной цепи. В одном варианте выполнения ведущий шкив приводится в действие мостом транспортного средства, а лента с ведущего шкива, идущая по меньшей мере к одному из несущих колес, обеспечивает средство для перемещения бесконечной гусеничной цепи над опорной пластиной. Снег смазывает поверхности между движущейся гусеничной цепью и неподвижной пластиной, покрытой полиэтиленом. Предпочтительно указанная бесконечная лента перемещается по поверхности бесконечного рельса и удерживается на нем благодаря скользящей скобе, которая ограждает рельс и гарантирует, что лента не отделится от направляющей. Указанный бесконечный рельс функционирует как опорная пластина между колесами. Резиновые шестерни или пневматические шины с зубчатой поверхностью используются как колеса для зацепления, направления и приведения в действие бесконечной ленты. Предпочтительно направляющая продолжается по окружности шестерней, и предпочтительно шестерни содержат в себе углубление для размещения рельса, так что шестерня вращается после неподвижного рельса.

Гусеничные цепи включают в себя центральный участок, который проходит над пластиной, и по меньшей мере один боковой участок, разнесенный от центральной гусеничной цепи разделительными распорками. В результате гусеничная цепь может гнуться в двух направлениях - как в продольном, так и в поперечном.

Передняя пара гусеничных цепей управляется механизмом рулевого управления транспортного средства; по выбору могут присоединяться задние гусеничные цепи, чтобы обеспечить полноприводное устройство рулевого управления.

Рулевой механизм основан не на смене относительной скорости гусеничных цепей на противоположных сторонах транспортного средства (как у рулевых механизмов при торможении), а на использовании системы рулевого управления, адаптированной к гидравлической системе. Предпочтительно нужно обеспечить 4-колесное рулевое управление путем использования рулевого управления, осуществляемого с помощью гидравлики, чтобы перемещать задние колеса противоположно передним.

Центр вращения по отношению к шасси каждому гусеничному узлу предпочтительно находится под центром массы узлов и предпочтительно ниже 300 мм над поверхностью снега. Продольная рулевая тяга в устройстве рулевого управления для каждой пары переднего и заднего узлов содержит в себе гидравлический привод, присоединенный к устройству гусеничной цепи в точке, расположенной сзади центров вращения передних гусеничных узлов, перед центрами вращения задних гусеничных узлов. Гидравлический привод для задних колес перемещается противоположно направлению переднего гидравлического привода. В объем настоящего изобретения входит обеспечение расцепления гидравлических приводов для того, чтобы передние и задние колеса могли управляться независимо с помощью отдельного рычага переключения передач для каждого привода. Это дает транспортному средству возможность преодолевать труднопроходимую местность или преграды и перемещаться наклонно по отношению к центральной линии шасси транспортного средства.

Подробное описание изобретения

Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения показан на чертежах, где:

фиг.1 показывает транспортное средство, установленное на узел для передвижения по снегу, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.2 представляет собой вид спереди, показывающий контактирующие со снегом гусеницы одного варианта осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 представляет собой вид сбоку одного из гусеничных узлов, изображенных на фиг.1 и 2;

фиг.4 представляет собой подробный схематичный вид фиг.3;

фиг.5 представляет собой вид гусеницы и направляющей в разрезе;

фиг.6 представляет собой схематичный план системы рулевого управления согласно варианту осуществления, изображенному на фиг.1;

фиг.7 представляет собой схему механизма рулевого управления фиг.6.

Продемонстрированный вариант осуществления состоит из шасси 11, на котором размещается транспортное средство 13, предпочтительно полноприводное так, чтобы передний и задний мосты 15, 16 выравнивались с четырьмя узлами 30 для передвижения по снегу, прикрепленными к шасси 11.

Каждый узел 30 для передвижения по снегу имеет контактирующую со снегом гусеничную поверхность 32, состоящую из 5 отдельных лент 33, 34, 35, 36 и 37, соединенных поперечными рейками 38. Указанные рейки 38 могут быть выполнены из пружинной стали, и они крепятся к гусеничным цепям (трактам) 34 и 36 скобами 39, также указанные рейки эластично прикрепляются к другим гусеничным цепям. Ширина гусеничных узлов, предпочтительно составляющая около метра, и поперечная гибкость, обеспеченная рейками 38, обеспечивают лучшую контактирующую со снегом поверхность, способную сгибаться вдоль и поперек. Указанная поперечная гибкость, обеспеченная рейками 38, позволяет гусеничным узлам 30 реагировать на меняющуюся топологию поверхности.

Центральная гусеничная цепь 35 представляет собой бесконечную ленту, которая перемещается над поддерживающей направляющей 40. Центральная гусеничная цепь 35 также перемещается над зацепляющими гусеничную цепь колесами 53 и 54, функционирующими как шестерни. Колеса 53 и 54 могут быть шинами из твердого каучука или пневматическими, что обеспечивает дополнительную эластичность и гибкость гусеничным узлам при преодолении неровной поверхности. Поддерживающая направляющая 40 расположена в центральном пазу наружной поверхности колес 53 и 54. Центральная гусеничная цепь 35 прикреплена к направляющей 40 скользящими скобами 43, которые охватывают направляющую 40, как показано на фиг.5. Это гарантирует то, что гусеничная цепь 35 не сможет отсоединиться от направляющей 40 во время использования.

Направляющая 40 состоит из пластины 44 из пружинной стали, покрытой полиэтиленом 45 с низким коэффициентом трения, имеющей контакт низкого коэффициента трения с гусеничной цепью 35, и указанная контактирующая поверхность смазывается снегом, проникающим между нижней поверхностью направляющей 40 и внутренней поверхностью гусеничной цепи 35. Зубцы 42 на колесах 53 и 54 располагаются по обе стороны направляющей 40 и зацепляются со скобами 43 гусеничной цепи 35 так, чтобы указанные скобы 43 проходили по обеим сторонам направляющей 40. Колеса 53 и 54 поддерживаются брусом 46, являющимся частью опорной рамы гусеничного узла.

Гибкие поперечные рейки 38 обеспечивают амортизирующий эффект, позволяющий перемещаться по каменистой местности намного быстрее, чем какая-либо система предшествующего уровня техники. Транспортные средства, оборудованные узлами согласно настоящему изобретению, могут преодолевать русла рек на скорости около 15 км/ч. Это быстрее, чем могут передвигаться танки по такой местности. При желании, вокруг всей центральной ленты 35 может быть обеспечена пневматическая шина для того, чтобы транспортные средства могли перемещаться по каменистой местности очень быстро. Это также ликвидирует единственную точку (линию) высокого давления на узле и таким образом разрешит движение по минным полям с немагнитными пусковыми механизмами.

Каждый узел 30 для передвижения по снегу имеет ведущий шкив 52, приводимый мостом транспортного средства, который соединен с указанным узлом. Ведущий шкив 52 вращает ленту 51 для приведения в действие колеса 53. Приводная лента 51 натягивается роликом 56.

Может быть обеспечено дополнительное средство быстрого разъединения, такое как шаровое шарнирное соединение для присоединения отдельных гусеничных узлов 30 к полноприводному транспортному средству.

Предпочтительно, чтобы центр вращения для каждого устройства 30 находился под приводным валом и настолько близко к поверхности земли, насколько это возможно.

Механизм рулевого управления заменен гидравлической системой, быстрореагирующей на рулевое колесо и поворачивающей переднюю пару узлов для передвижения по снегу в одном направлении, а заднюю пару - в альтернативном направлении, чтобы обеспечить полноприводное рулевое управление транспортным средством, как показано на фиг.6. Это позволяет исключить использование дифференциального торможения в качестве средства управления транспортным средством и сводит к минимуму сдвиг снега, чтобы обеспечить максимальное тяговое усилие на снежной поверхности.

Как показано на фиг.7, основными элементами механизма рулевого управления являются два гидравлических привода - 71, расположенный за передним приводным валом 61, и 72, расположенный перед задним приводным валом 62. Они формируют продольную рулевую тягу для механизма рулевого управления с толкающими штангами 73 и 74, присоединенными к узлам 30 в той же плоскости, что и центры вращения узлов 30 по отношению к шасси. Толкающие штанги в этом варианте осуществления размещены таким образом, чтобы внутренняя гусеничная цепь имела максимальный угол отклонения 18º, а внешнее колесо - 11º. Гидравлический привод 71 перемещается в противоположном направлении к приводу 72 так, что узлы перемещаются в транспортном средстве с полноприводным рулевым управлением, как схематично изображено на фиг.6. Однако также возможно расцепить приводы 71, 72, чтобы каждый из них мог функционировать независимо, если условия требуют этого.

Узлы могут поворачиваться по отдельности в продольном направлении. Это означает, что они способны раскачиваться в продольном направлении, так что конечная часть и хвостовая часть могут перемещаться вверх и вниз. Такое невозможно на гусеничных цепях предшествующего уровня техники, использующих жестко соединенные гусеничные цепи. Это позволяет транспортным средствам, оборудованным устройствами настоящего изобретения, пересекать очень труднопроходимую местность и подниматься по ступенькам.

В объеме настоящего изобретения стоит обеспечение гидроприводного механизма переключения передач на каждом узле, чтобы позволить высокоскоростное передвижение по плоской местности.

Из упомянутого ранее описания можно увидеть, что настоящее изобретение обеспечивает уникальное и низкозатратное преобразование полноприводного дорожного транспортного средства в транспортное средство для передвижения по снегу.

Специалисты в данной области техники поймут, что иные варианты осуществления, использующие другие компоненты, могут быть выполнены без нарушения основных идей настоящего изобретения.