Пристрій контролю переміщення електромобілів по нахилених дорогах

Реферат: Пристрій контролю переміщення електромобілів по нахилених дорогах, причому виконується за допомогою гіроскопа, який вимірює швидкість зміни нахилу електромобіля по нахилених дорогах відносно трьох осей: вертикальної, поперечної та повздовжньої за рахунок визначення сили Коріоліса, яка з'являється при одночасному переміщенні тіла по радіусу обертання та по куту нахилу. UA 98143 U (12) UA 98143 U UA 98143 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Корисна модель належить до техніки безпеки і дозволяє суттєво підвищити її надійність при переміщенні електромобілів по нахилених дорогах. Відомий пристрій [1] визначення зміни швидкості нахилу транспортного засобу при його переміщенні по нахилених дорогах. Недоліком цього пристрою є те, що він не пропонує конкретних пропозицій по техніці безпеки при переміщенні по нахилених дорогах. Відомий пристрій [2] підвищення ефективності використання енергії вітру в електромобілях. Недоліком цього пристрою є те, що він не вказує конкретно де і як можна ефективно застосувати отриману електроенергію. В основу корисної моделі поставлена задача контролю попередження можливих аварій при переміщенні електромобілів по нахилених дорогах. Поставлена задача контролю переміщення електромобілів по нахилених дорогах виконується за допомогою гіроскопа, який вимірює швидкість зміни нахилу електромобіля по нахилених дорогах відносно трьох осей: вертикальної, поперечної та повздовжньої за рахунок визначення сили Коріоліса, яка з'являється при одночасному переміщенні тіла по радіусу обертання та по куту нахилу. Згідно з виходом електроживлення гіроскопа здійснюється в електромобілі за рахунок зустрічного повітряного потоку при переміщенні електромобіля або за допомогою накопиченої електроенергії на суперконденсаторах, якщо електромобіль не переміщується. Згідно з корисної моделлю електромобіль закріплений на осях коліс на ребристих стержнях 1, які здатні під управлінням мікропроцесора, який доповнює структуру гіроскопа, вертикально переміщатись за допомогою зубчатих шестерень, закріплених на електродвигунах 2, в такому напрямку, щоб кабіна електромобіля завжди займала горизонтальне положення незалежно від нахилу дороги. На фіг. 1 показана схема створення сили Коріоліса, на фіг. 4 показано створення сукупності сил Коріоліса при обертанні одночасно декількох елементів сукупної маси, на фіг. 2 показаний нахил кабіни електромобіля при його переміщенні по нахиленій дорозі з визначеним кутом нахилу  центру тяжіння ЦТ електромобіля, на фіг. 3 показано виправлення положення кабіни електромобіля, коли кут  нахилу центру тяжіння ЦТ дорівнює нулю. Як показано на фіг. 1, 4, якщо тіло переміщується по радіусу від центра або до центру обертання, то його швидкість міняється. Тіло отримує тангенціальне прискорення, яке визивається силою Коріоліса. Якщо ввести наступні позначення V - постійна по величині швидкість тіла направлена по радіусу;  - кутова швидкість обертання системи відліку; m - маса тіла;  k - прискорення Коріоліса; Fk - сила Коріоліса. При цьому переміщення тіла в радіальному напрямку дорівнює r  V  t . За цей час точка відходу від центру обертання на відстань r пройде по дузі кола шлях S  r    t . Якщо підставити в цю формулу вираз для r , то отримаємо S  V    t 2 . Таким чином, відстань S пропорційна часу t 2 в квадраті, тобто переміщення здійснюється прискорено S t 2 , 2 (1) Таким чином, можна записати [3]: 45 V    t2  t 2 , 2 (2) тобто прискорення Коріоліса дорівнює   2  V  , 50 (3) Оскільки сила F дорівнює масі m помноженої на прискорення  , то можна отримати вираз для визначення сили Fk Коріоліса 1 UA 98143 U Fk  2  m  V   , (4) Приведені формули справедливі і тоді, коли V і  не постійні [3]. При цьому ці формули визначають миттєві значення прискорення і сили Коріоліса. В фізиці [3] існує поняття моменту сили; 5 MFr, 10 (5) де F - сила обертання; r - відстань центра обертання твердого тіла від маси m тіла. Відповідно до зображення на фіг. 1б під дією моменту сили закріплене на осі тверде тіло отримує кутове прискорення  однакове для усіх елементів мас m i . Загальна маса тіла m дорівнює сумі окремих елементів загальної маси m , яка обертається m  m1  m2  m3  ...  mi , (6) При цьому загальний момент M обертання дорівнює сумі моментів окремих елементів m i маси, яка обертається, тобто: 15 n M   ri2mi , (7) i1 20 25 30 35 де  - загальне значення кутового прискорення; ri - відстань кожної окремої маси m i від загальної осі обертання. Таким чином, вираз (7) показує основний закон [3] динаміки обертального переміщення. На фіг. 2 показаний приклад переміщення електромобіля по нахиленій дорозі у поперечному напрямку. При цьому центр тяжіння ЦТ відхилився на кут  від вертикальної осі і з'явилась загроза перевертання електромобіля. На фіг. 3 показано виправлення положення електромобіля у поперечному напрямку за допомогою ребристих стержнів 1, які переміщуються за допомогою зубчатих шестерень, закріплених на електродвигунах 2 і таким чином установлюють кабіну електромобіля в горизонтальному положенні. Таким чином, тільки електромобіль здатний швидко виправити стан можливого падіння і це виходить так тому, що електромобіль постійно отримує електроенергію від зустрічного повітряного потоку. Це значно спрощує та здешевлює усування аварій при переміщенні по нахилених дорогах. Джерела інформації: 1. Спосіб гірокомпасування по сигналу гіроскопічного датчика кутової швидкості. Патент України № 74397 від 25.10.2012 р., Бюл. № 20, МПК G01C 21/00. 2. Пристрій підвищення ефективності використання енергії вітру в електрокарах. Патент України № 18477 від 15.11.2016 р., МПК F03D 9/00. 3. Х. Кухлинг. Справочник по физике. – Москва: Мир, 1982. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 1. Пристрій контролю переміщення електромобілів по нахилених дорогах, який відрізняється тим, що виконується за допомогою гіроскопа, який вимірює швидкість зміни нахилу електромобіля по нахилених дорогах відносно трьох осей: вертикальної, поперечної та повздовжньої за рахунок визначення сили Коріоліса, яка з'являється при одночасному переміщенні тіла по радіусу обертання та по куту нахилу. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що електроживлення гіроскопа здійснюється в електромобілі за рахунок зустрічного повітряного потоку при переміщенні електромобіля або за допомогою накопиченої електроенергії на суперконденсаторах, якщо електромобіль не переміщується. 3. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що електромобіль закріплений на осях коліс на ребристих стержнях 1, які здатні під управлінням мікропроцесора, який доповнює структуру гіроскопа, вертикально переміщатись за допомогою зубчатих шестерень, закріплених на електродвигунах 2, в такому напрямку, щоб кабіна електромобіля завжди займала горизонтальне положення незалежно від нахилу дороги. 2 UA 98143 U Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3