Амфибия

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ 2007/1773.1 26.12.2007 15.12.2009, бюл.12 Сыздыков Казбек Нугербекович 2268823 С 1, 27.01.20061088955 А, 30.04.19842600944 А 1, 01.01.1988(57) Изобретение относится к устройствам безрельсового транспорта, в частности, к амфибиям. Предлагаемая конструкция автомобиля имеет раму, плоской или вогнутой формы, выполнена из одинаковых цилиндров,установленных в шахматном порядке,шарообразные колеса совмещены с электродвигателями и снабжены шипами с механическим выдвижением, сборные шины из отдельных секторов имеют глубокий протектор и поэтому могут выполнять роль гребных винтов, в амфибии отсутствуют механические передачи от источника энергии (коробки скоростей,карданы, дифференциалы), регулирование режимов движения производится электрической цепью. 22082 Данное изобретение относится к устройствам безрельсового транспорта, в частности, к амфибиям. Известно транспортное устройство с колесом всенаправленного перемещения,снабженное секционными сборными шинами. Колесо состоит из роликов двух типоразмеров,имеющих полубочкообразную форму и закрепленных на основании, связанном жестко с осью колеса. Ролики меньшего размера размещены в полости роликов большего размера и вращаются на осях,перпендикулярных оси вращения роликов большего размера. А.с. СССР 672071 по кл. В 60 В 19/00 от 04.10.76. В целом данное колесо имеет шарообразную форму. Проходимость его в направлении вращения роликов меньшего размера в несколько раз меньше проходимости колеса в направлении вращения роликов большего размера, что обуславливается разностью их радиусов и в общем меньше проходимости шарообразного цельного колеса того же общего диаметра, вращающемся в цилиндре. Известно транспортное средство с колесом,выполненным в форме шара и снабженным приводом его вращения во взаимоперпендикулярных направлениях. Колесо состоит из двух роликов полушаровой формы, которые при вращении вокруг полой оси разделены зазором, равным диаметру кожуха, способным вращаться перпендикулярно оси вращения роликов. При вращении кожуха шаровая поверхность достигается откидными башмаками посредством привода, например, гидравлического.(Заявка СССР 2716621/27-11 по кл. В 60 В 19/14 от 24.01.79 ). Данное колесо не может вращаться одновременно в двух взаимоперпендикулярных плоскостях, как это необходимо транспортному средству при его движении и одновременном развороте. По этой причине оно недостаточно маневренно. Известно транспортное средство с колесом,снабженным шипами противоскольжения. Колесо состоит из диска полого диска. Шипы расположены на шине колеса в два ряда, смещенных от продольной оси следа колеса в разные стороны. Расположение шипов не по оси колеса вдоль дороги создает при повороте колеса плоскости основания кузова сопротивление движению, соответственное сцеплению шипов с грунтом. Выдвижение шипов пневматическое. В случае использования шин сплошного сечения шипы с таким выдвижением непригодны к использованию (патент США 3516466 по кл. 152-208, 1970). Известно транспортное средство с пневматической подвеской шаровых опор,установленных в цилиндрах, которые установлены в цилиндрических направляющих рамы. Расположение сплошных шаровых колес на раме в прямоугольном порядке вызывает вклинивание поперечных препятствий дороги между поперечными рядами опор,не позволяет совмещение колес с двигателем (пат. США 3948538 по кл. 280-4323, 1976). 2 Известны транспортные средства с дублирующими управляющими системами,например, учебный транспорт. Недостатком их является неидентичность их между собой. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является бронетранспортер плавающий БТР-70. У него восемь дисковых колес закреплены в основании кузова в одном уровне, в два ряда, по четыре с каждой боковой стороны. (В.И. Медведков,Ю.Н. Комаров, А.Ф. Лобзин. Устройство и эксплуатация бронетранспортеров БТР-60 ПБ, БТР 70 и автомобилей ЗИЛ-130, ЗИЛ-131. М., изд. Досааф СССР, 1984 г.). Недостатками прототипа являются недостаточные проходимость,маневренность,надежность. В прототипе проходимость ограничена дорожным просветом, равным 475 мм, достигнутым значительным диаметром колес. В предлагаемой конструкции вогнутость днища амфибии обеспечивает данную проходимость при меньших диаметрах колес. Сплошное шахматное расположение цилиндров шаровых колес по всему днищу амфибии уменьшает удельное давление на дорогу, увеличивает его проходимость. В прототипе электродвигатели расположены в кормовой части, над колесами, в предлагаемой конструкции они совмещены с колесами, что уменьшает центр тяжести автомобиля и увеличивает его устойчивость и проходимость, особенно на уклонах. Прототип имеет радиус поворота на суше-12,6 м,на воде - 8 м. В предлагаемой конструкции возможны разворот на месте, боковое движение,заднее движение, равнозначное переднему. Прототип имеет два гребных винта в виде четырех лопастных рабочих колес водометного движителя, расположенного в кормовой части, над колесами. Надежность работы его уменьшается возможностью засорения решетки приемного патрубка водорослями или другими посторонними предметами. В предлагаемой конструкции гребные винты совмещены с колесами, лопасти винтов - с шинами. Такие гребные винты могут работать даже на мелководье. Они более надежны. В прототипе носовая и кормовая части кузова неидентичны, противоскользящим средством колес является протектор шин, управляющие рычаги расположены в носовой части кузова, при торможении и повороте двигатель продолжает работать, имеются межколесные дифференциалы,механические системы управления выполнены в виде отдельных магистралей разных конфигураций,сборка и разборка прототипа невозможны на его ходу, в прототипе выход из строя какой-либо его части, например, кормовой, носовой, или отдельных деталей, узлов, колес нарушает его движение. Задачей предполагаемого изобретения является устранение вышеуказанных недостатков, а также создание такого устройства, которое обеспечивало бы получение следующих технических результатов. 22082 В предлагаемой конструкции рама состоит из цилиндров, размещенных в сплошном шахматном порядке, в которых шарнирно закреплены колеса с шарообразной поверхностью, совмещенных с электродвигателем, гребными винтами, шипами с механическим выдвижением. Таким образом, отличительные признаки предлагаемой заявки являются существенными. На фиг. 1 изображен вертикальный разрез по оси колеса, на фиг. 2 изображен разрез А-А, на фиг. 3 сечение Б-Б, на фиг.4 вид В, на фиг. 5 развертка рамы амфибии из цилиндров, на фиг. 6 сечение Г-Г,на фиг. 7 сечение Д-Д, на фиг. 8 сечение Е-Е, на фиг. 9 разрез Ж-Ж, на фиг. 10 сечение З-З, на фиг. 11 сечение И-И, на фиг. 12 разрез К-К, на фиг. 13 разрез Л-Л, на фиг. 14 схема опирание рамы на колесо. Устройство амфибии Амфибия состоит из шаровых колес, на вилки которых шарнирно опираются цилиндры,скрепленные между собой в шахматном порядке,образующие плоское или вогнутое днище амфибии. Шаровое колесо состоит из трубчатой оси 1,скрепленной с неподвижной частью 2 электродвигателя, вокруг которой может вращаться вперед и назад подвижная часть 3 электродвигателя с цилиндром 4, к которому крепятся шины 5. В пазах цилиндра 4 могут двигаться поступательно дуги 6, соединенные с заостренными гибкими прутами 7, являющимися шипами, (тросики, трубки,стержни из упругого материала, пружин),соединенных с шипами 7. Пруты 7 могут двигаться в поступательно в гибких трубках 8 в виде дуг,расположенных внутри шин 5. Пруты 7 соединены с ребрами 9, втулкой 13, которые могут вращаться вокруг оси 1 вместе с цилиндром 4 электродвигателя и двигаться поступательно вдоль оси 1 на величину выдвижения прутов 7. В торцах цилиндра 4 крепятся диски 10, работающие как тормозные колодки, чуть втопленные в объем колеса и повторяющими его шаровой контур. При вращении вокруг оси 1 цилиндра 4 используются подшипники 11, ребер 9 подшипники 12 с втулками 13, диска 10 подшипники 14 с втулками 15. Продолжением оси 1 является вилка из трубок 16,17,18, вокруг которых могут вращаться трубки 19,20,21 с коническими шестеренками 22,23,24,с цилиндрической шестеренкой 25 для выдвижения шипов 7, вокруг трубок 19,20,21 могут вращаться трубки 26,27,28 с коническими шестеренками 29,30,31,с цилиндрической шестеренкой 32 для торможения. Вместе с шестеренкой 22 может вращаться втулка 33 с наружной резьбой для втулки 34, при этом втулка 33 не может двигаться поступательно,упираясь в шпонку 35 на оси 1, а втулка 34 имеет прорезь для шпонки 35 таким образом, при вращении втулки 33 втулка 34 может двигаться поступательно, упираясь торцевым подшипником 36 во втулку 13, толкая е, выдвигая в конечном счете шипы 7. Обратный ход втулки 13 обеспечивается вместе с вращением в обратную сторону шестеренки 22 возвратной пружиной 37. Вместе с шестеренкой 29 может вращаться втулка 38 с внутренней резьбой для втулки 39,имеющей прорезь для шпонки 35 для предотвращения поступательного движения втулки 38 может использоваться кольцевой упор 40,прикрепленный к втулке 33, при этом при вращении шестеренки 29 может двигаться поступательно втулка 39 вместе с тормозным диском 41, при контакте дисков 41,10 обеспечивается торможение. Обратный ход диска 41 вместе с вращением в обратную сторону шестеренки 29 обеспечивается возвратной пружины 42. На трубки 17 вокруг трубки 18 устанавливается торцевой подшипник 43, на который опирается трубка 44, внутри которой может вращаться трубка 18 с рулем 45, цилиндрической шестеренкой 46. Вокруг трубки 44 могут вращаться трубки 21,28,вокруг которых размещена круговая крышка 47 с отверстием в центре, которая крепится к цилиндру 48. В треугольных полостях между тремя цилиндрами 48 устанавливаются стержни 49,сплошные или трубчатые, прикрепленные к треугольным днищам 50 между тремя цилиндрами 48. Вокруг стержней 49 могут вращаться шестеренки 51 с трубками 52 для поворота амфибии,шестеренки 53 с трубками 54,рычагом 55 для выдвижения шипов, шестерки 56 с трубками 57,рычагом 58 для торможения амфибии. К круговой крышке 47 крепится цилиндр 59 с прорезями, цилиндр 59 и трубка 44 скрепляются круговой крышкой 60. Вилка колеса закрывается кожухом 61, цилиндр 48 - крышками 62,63. В местах вращения цилиндра 4, втулки 13, диска 10, трубки 18, в верхнем и боковых отверстиях кожуха 61 устанавливаются сальники для герметизации салона амфибии. Таким образом, цилиндры 48 через круговую крышку 47, цилиндр 59, круговую крышку 60,трубку 44, торцевой подшипник 43 могут опираться на вилку шарового колеса, при этом вилка колеса может вращаться в цилиндре на 360 градусов. Внутри трубчатой оси 1, вилки колеса из трубок 16,17,18 расположены провода от электродвигателя к панели управления на трубке 44. Поворот осуществляется рулем 45, вилкой колеса из трубок 18,17,16,1, при этом детали 142,при этом детали, расположенные в колесе и вилке с кожухом 61 могут вращаться на 360 в горизонтальной плоскости в трубке 44,опирающаяся на торцевой подшипник 43 и передающей на него вес рамы с деталями 4660,62,63, расположенными на ней. Передача вращения смежным колесам осуществляется цилиндрическими шестеренками 46,51. Выдвижение шипов 7 осуществляется рычагом 55, цилиндрическими шестеренками 53,25, трубками 21.20.19, коническими шестеренками 24,23,22,втулками 33,34, торцевым подшипником 36,втулкой 13, ребрами 9, дугами 6, возвратной пружиной 37. 3 22082 Торможение осуществляется рычагом 58,цилиндрическими шестеренками 56,32, трубками 28,27,26, коническими шестеренками 31,30,29,втулками 38,39, дисками 41,10, возвратной пружиной 42. Поворот амфибии осуществляется передней группой колес, опирающихся на дорогу, при этом колеса с меньшим радиусом поворота могут отключаться электрической цепью, соединяющей источники энергии, электрогенераторы, расположенные на раме с электродвигателями,расположенными в колесах. При больших нагрузках, например, при трогании с места, движении на подъем может включаться большее количество источников энергии,электрогенераторов, электродвигателей, в том,числе и расположенных в колесах, приподнятых над дорогой, при меньших нагрузках, например, при повороте, движении под уклон, может включаться меньшее их количество. Предлагаемая конструкция может иметь следующие свойства Увеличенная проходимость, вездеходность. Колеса образуют одну сплошную колею на ширину автомобиля, формируя дорогу, при этом шахматное расположение цилиндров колес позволяет комфортно пересекать поперечные препятствия,например,железнодорожные переезды Может двигаться по льду благодаря наличию шипов с механическим выдвижением, как у кота когти, но при этом он может не портить голый асфальт в отличии от невыдвижных шипов или гусеничных движителей Может плавать как на мелководных, каменистых речушках, так и в глубоководных озерах, реках, при наличии глубокого протектора шины из отдельных секторов, который формирует гребные свойства колес, особенно на малых оборотах Способен преодолевать рыхлые, топкие места из-за пониженного удельного давления на дорогу Устойчив на уклонах и поворотах из-за пониженного центра тяжести Повышенная маневренность возможны разворот на месте, боковое движения, движение назад, равнозначное движению вперед. Надежность, живучесть - при выходе из строя более половины колес с двигателями автомобиль не теряет способность к езде, уменьшается лишь его мощность при выходе из строя каких - либо секторов шины работают смежные секторы, при этом автомобиль не теряет способность к езде,уменьшается лишь комфортность движения Возможность исключения ремонтных работ в дороге отключением, снятием или заменой колес благодаря монтажу всех деталей автомобиля сверху Более полное использование габаритов автомобиля при расположении множества шаровых колес под днищем Меньшее разрушение дороги при меньшем удельном давлении на нее Увеличенный к.п.д. использования энергии топлива при дифференциации мощности автомобиля соответственно нагрузкам на него,например, при трогании с места или при соответствующих грузах на нем Таким образом, предлагаемая амфибия может иметь увеличенные проходимость, вездеходность,устойчивость,маневренность,надежность,живучесть, прост в управлении, неприхотлив в обслуживании, экономичен. Эффективный автомобиль универсального назначения, в том числе и особенно военного,актуален для Казахстана, сухопутного государства с огромной территорией. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Амфибия, включающая раму, колеса, шины,средства противоскольжения колеса, механические передачи поворота, торможения с управляющими рычагами, амортизаторы колес, гребные винты,электродвигатели с электропроводкой, отличающаяся тем, что рама выполнена вогнутой формы в продольном направлении, состоит из цилиндров с прорезями, скрепленных в шахматном порядке,колеса имеют шаровую форму и совмещены с электродвигателями и с гребными винтами,цилиндры рамы шарнирно опираются на трубчатые вилки колес, позволяя колесам поворачиваться на 360 градусов в плоскости рамы, при этом электропроводка расположена в герметичных трубках вилки и оси колеса, шина колеса состоит из отдельных секторов сферы и совмещена с амортизаторами независимой подвески колеса и с лопастями гребных винтов амфибии, средства противоскольжения колеса в виде шипов могут механически выдвигаться управляющим рычагом,механические передачи поворота, выдвижения шипов, торможения концентричны друг другу,равноудалены от вертикальной оси колеса при этом передачи на колесе концентричны вилке и оси колеса, передачи между колесами концентричны вертикальной оси полостей между цилиндрами,расположены друг над другом, при этом вышерасположенная передача может иметь пропуски для управляющих рычагов нижерасположенных передач, все механические передачи амфибии расположены в объеме рамы, в том числе и дублирующие, управляющие рычаги могут быть расположены над любым цилиндром рамы без изменения остальных передач, передачи любого колеса могут быть как ведомыми, так иведущими, все детали рамы, колес, передач одинаковы для всех колес амфибии.