Підвіска транспортного засобу “afw-4″

Реферат: Підвіска транспортного засобу містить чотирикутну раму, до кожної кутової ділянки якої кінематично прикріплений колісний блок з утворенням двох пар коліс - передньої і задньої. На сторонах чотирикутної рами закріплені з можливістю переміщення вздовж сторін рами, відповідно, поздовжні і поперечні троси зв'язку в оболонках. Кожний колісний блок складається з корпуса, зв'язаного одночасно з двома тросами зв'язку, на якому рухомо встановлені паралельні горизонтальні важелі, перший з яких прикріплений до корпуса своєю середньою частиною. На одному кінці першого важеля і на другому кінці другого важеля закріплений кулак з маточиною колеса. На другому кінці першого важеля закріплені два демпфери тросів зв'язку. Оболонки тросів зв'язку закріплені на корпусі відповідного колісного блока. Вільний кінець кожного тросу вмонтований у демпфер. На вільно виступаючі з оболонок кінцеві ділянки тросів перед демпфером одягнуті пружинні стабілізатори положення колеса колісного блока. Кожний трос зв'язку забезпечений лінійним актуатором, корпус якого жорстко прикріплений до корпусу колісного блока з можливістю зміни взаємного положення оболонок тросів зв'язку і корпуса колісного блока. UA 110616 U (12) UA 110616 U UA 110616 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована корисна модель належить до конструктивних елементів транспортних засобів, а більш конкретно, до підвіски, призначеної як для традиційних автомобілів, так і для малогабаритних спеціальних транспортних засобів, зокрема, для дитячих та інвалідних колясок (візочків), візків для перевезення хворих або, наприклад, вантажів на будмайданчику, або товарів на підприємствах торгівлі. AFW - абревіатура від слогану: "always on four wheels", який можна перекласти з англійської як "завжди на чотирьох колесах". Кліренс або дорожній просвіт - це відстань від поверхні землі до найнижчої точки центральної частини наземного транспортного засобу. Від значення кліренсу залежить керованість транспортного засобу в умовах визначеної швидкості руху і стану дорожнього полотна. Підвіска автомобіля або система підресорювання - це сукупність деталей, вузлів і механізмів, які грають роль з'єднувальної ланки між кузовом транспортного засобу, зокрема дитячої чи інвалідної коляски (візка), та дорогою. Найбільш близькою до пропонованої за кількістю суттєвих ознак є підвіска транспортного засобу, що містить чотирикутну раму, до кожної кутової ділянки якої кінематично прикріплений колісний блок з утворенням двох пар коліс - передньої і задньої [Патент на корисну модель № 108091, Україна, МПК (2016.01) B60G 17/0165(2006.01); B60G 21/05 (2006.01); B60G 11/00. Опубліковано: 24.06.2016, бюл. № 12]. В кінематичній схемі описаної підвіски використані жорсткі важелі і торсіонні стрижні. Описана підвіска забезпечує постійне рівномірне розподілення ваги транспортного засобу по всіх чотирьох колесах - дозволяє отримати постійний коефіцієнт зчеплення для всіх коліс, незалежно від кривизни дорожнього полотна, має регульований кліренс, може здійснювати нахили кузова при русі вздовж схилу, при поворотах і для висадки пасажирів. Крім того, описана підвіска може бути укомплектована колісними важелями збільшеної довжини для підвищеної прохідності без зміни довжини колісної бази. Однак, виготовлена на базі описаної підвіски інвалідна або дитяча коляска (візок) в момент подолання перешкоди, наприклад при наїзді чи з'їзді на/з дорожнього бордюру - тільки на парі задніх чи передніх коліс, є недостатньо стійкою через вільне кріплення важелів описаної підвіски. Це суттєво ускладнює керування коляскою (візком). Окрім сказаного, на основі такої підвіски, побудованої на жорстких важелях і торсіонних стрижнях, складно створити, наприклад, збірно-розбірний або складаний візок для перевезення товарів на підприємствах торгівлі, тому у вихідному стані такі візки займають великі площі у торговому підприємстві, що обмежує їх використання у таких підприємствах чи на складах. Тому в основу пропонованої корисної моделі поставлена задача створення такої підвіски наземного транспортного засобу, яка б забезпечувала підвищену стійкість і плавність руху не тільки таких наземних транспортних засобів як автомобілі, але і інвалідних, і дитячих колясок (візочків) в умовах подолання ними перешкод, наприклад при наїзді чи з'їзді на/з дорожнього бордюру тільки на парі задніх або передніх коліс. Поставлена задача в пропонованій підвісці вирішується за рахунок створення умов для синхронної зміни довжин поздовжніх і поперечних тросів зв'язку у процесіруху транспортного засобу шляхом використання в конструкції лінійних актуаторів, направлених на синхронну зміну взаємного положення оболонок тросів зв'язку і корпусів відповідних колісних блоків. Пропонована, як і відома підвіска транспортного засобу, містить чотирикутну раму, до кожної кутової ділянки якої кінематично прикріплений колісний блок з утворенням двох пар коліс передньої і задньої, а, відповідно до пропонованої корисної моделі, на сторонах чотирикутної рами закріплені з можливістю переміщення вздовж сторін рами, відповідно, поздовжні і поперечні троси зв'язку в оболонках, кожний колісний блок складається з корпусу, зв'язаного одночасно з двома тросами зв'язку, на якому рухомо встановлені паралельні горизонтальні важелі, перший з яких прикріплений до корпусу своєю середньою частиною, на одному кінці першого важеля і на іншому кінці другого важеля закріплений кулак з маточиною колеса транспортного засобу, а на іншому кінці першого важеля закріплені два демпфери тросів зв'язку, оболонки тросів зв'язку закріплені на корпусі відповідного колісного блока, вільний кінець кожного тросу вмонтований у демпфер, на вільно виступаючі з оболонок кінцеві ділянки тросів перед демпфером одягнуті пружинні стабілізатори положення колеса колісного блока, а кожний трос зв'язку забезпечений лінійним актуатором, корпус якого жорстко прикріплений до корпусу колісного блока з можливістю зміни взаємного положення оболонок тросів зв'язку і корпуса. Особливістю пропонованої підвіски є і те, що вона доповнена П-подібною вертикальною рамкою, вільні кінці якої жорстко прикріплені до корпусів однієї пари колісних блоків, а П-подібна 1 UA 110616 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рамка шарнірно з'єднана з поручнем, кінематично зв'язаним з блокіраторами переміщення важелів колісних блоків. Пропонована підвіска, зберігаючи всі позитивні якості підвіски-прототипу, вільна від вищезазначених недоліків. Підвіска забезпечує постійне рівномірне розподілення ваги транспортного засобу на всі чотири колеса - зберігає постійний коефіцієнт зчеплення для всіх коліс незалежно від кривизни дорожнього полотна. Має регульований кліренс. Може зберігати горизонтальне або близьке до горизонтального положення кузова при русі транспортного засобу вздовж схилу, при поворотах та для висадки пасажирів. Пропонована підвіска може бути укомплектована колісними важелями збільшеної довжини для підвищеної прохідності без зміни довжини колісної бази. Має чотири варіанти взаємної орієнтації важелів для вирішення різноманітних задач. Вона може бути використана для створення легких транспортних засобів зі змінюваною відстанню між колесами. Під час проведення патентно-інформаційних досліджень при підготовці даної заявки авторами не виявлені конструкції підвісок транспортних засобів з вказаною вище сукупністю суттєвих ознак, що доводить відповідність технічного рішення, що заявляється, критерію корисної моделі "новизна". Технічний результат, отриманий в результаті здійснення пропонованої корисної моделі, полягає в створенні підвіски, яка зберігає стійкість в момент відриву однієї пари коліс від дороги при подоланні нею під час руху перешкод, а саме, створенні підвісок для наземних транспортних засобів, таких як інвалідні і дитячі коляски (візочки). Поставлена задача вирішується за рахунок створення умов для синхронної зміни довжин поздовжніх і поперечних тросів зв'язку шляхом використання в конструкції підвіски лінійних актуаторів, встановлених на кожному тросі зв'язку і призначених для синхронної зміни взаємного положення оболонок тросів зв'язку та корпусів відповідних колісних блоків. Вказаний технічний результат у відомих технічних рішеннях, які ввійшли в рівень техніки, авторами не виявлений. Пропонована підвіска транспортного засобу складається з конструктивних елементів, для виготовлення яких використовують відомі на сьогоднішній день технологічні прийоми, засоби і матеріали. Вона може бути використана в наземних транспортних засобах, які належать до різних галузей народного господарства, а тому можна зробити висновок про те, що пропоноване рішення відповідає критерію корисної моделі "промислова придатність". Підвіска складається з чотирьох однакових колісних блоків і чотирьох тросів зв'язку з лінійними актуаторами. Колісні блоки прикріплені до кутових зон плоскої чотирикутної рами, а їх важільні механізми, на вигляді зверху по колу, з'єднані тросами зв'язку. Важелі колісних блоків у вихідному положенні розташовані горизонтально - в площині, паралельній дорожньому полотну, і орієнтовані наступним чином: передні ліві і праві - вперед (за напрямком руху), задні праві і ліві - назад або передні ліві і праві - назад (за напрямком руху), задні праві і ліві - назад або передні ліві і праві - назад (за напрямком руху), задні праві і ліві - вперед, передні правий і лівий, а також задній правий і лівий - перпендикулярно до напрямку руху. Таким чином, праве і ліве колеса переднього (заднього) мосту підвіски розташовуються на одній осі. Троси зв'язку з'єднують між собою колісні блоки для синхронного обертання колісних важелів. При цьому троси зв'язку можуть мати або постійне значення довжини, або змінне - можуть бути забезпечені лінійним актуатором з моторизованим рушієм (приводом) - http://ru.aliexpress.com/item/Electric-LinearActuator-12v-DC-Motor-50mm-Stroke-Linear-Motion-Controller-12mm-s-1000N-HeavyDuty/32691597311.html?spm=2114.41010208.4.209.upB7Zo http://ru.aliexpress.com/item/ElectricLinear-Actuator-12v-DC-Motor-50mm-Stroke-Linear-Motion-Controller-12mm-s-1000N-HeavyDuty/32691597311.html?spm=2114.41010208.4.209.upB7Zo). На кінцях кожного тросу зв'язку є пружинний або полімерний демпфер, а також пружинний стабілізатор положення колеса. Зміна значення довжини тросу зв'язку від вихідного, - коли транспортний засіб знаходиться у горизонтальному положенні, - дозволяє нахиляти раму транспортного засобу праворуч чи ліворуч за напрямком руху для компенсації ухилу дорожнього полотна, висадки пасажирів, або для проходження повороту. Довжину тросів зв'язку можна налаштовувати за показами датчиків прискорення та нахилу через бортовий комп'ютер, або вибирати по заздалегідь запрограмованим значенням шляхом використання перемикача, зв'язаного з рушієм (приводом) лінійного актуатора. Колісні важелі однієї осі мають механічний зв'язок. Важелі кожного колісного блока з'єднані з двома сусідніми (обхід по колу) колісними блоками тросами зв'язку для зміни напрямку обертання. Таким чином, обертання важеля одного колісного блока вверх, примушує важелі двох сусідніх колісних блоків обертатися вниз і навпаки. 2 UA 110616 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пропонована підвіска транспортного засобу може змінювати кліренс і нахилятися вперед, назад, праворуч та ліворуч. Для цього на кожному тросі зв'язку встановлений лінійний актуатор. Лінійний актуатор встановлено з можливістю зміни відстані між важелем колісного блока та кінцевою ділянкою оболонки тросу зв'язку. Синхронне і однакове переміщення лінійних актуаторів змінює просторове положення підвіски. При цьому довжина поздовжніх і поперечних тросів зв'язку пропорційно і синхронно змінюється, що дозволяє зберегти вихідне (початкове) налаштування підвіски. В пропонованій підвісці транспортного засобу рульовий механізм і спосіб з'єднання трансмісії з ведучими колесами є традиційним і нічим не відрізняється від тих, що використовуються у теперішній час. На підвісці для кожного колеса можуть бути встановлені амортизатори. Суть пропонованої корисної моделі пояснюється за допомогою схематичних креслень. А саме, на Фіг. 1 - показано загальний вигляд підвіски "AFW-4", в якій використаний один із варіантів орієнтації колісних блоків, Фіг. 2 - колісний блок, Фіг. 3 - показана підвіска з лінійними актуаторами, Фіг. 4 - схематично показаний процес подолання перешкоди одним колесом, Фіг. 5 - схематично показаний процес нахилу підвіски праворуч (ліворуч), Фіг. 6 - схематично показаний процес нахилу підвіски вперед (назад), Фіг. 7 - показаний додатковий механізм стабілізації, Фіг. 8, 9, 10 - схематично показані варіанти орієнтації колісних блоків, Фіг. 11,12 - схематично показаний процес зміни кліренсу. Пропонована підвіска транспортного засобу "AFW-4" (Фіг. 1, 2, 3) містить чотирикутну раму (умовно не показана), до кожної кутової ділянки якої кінематично прикріплений колісний блок 1 з утворенням двох пар коліс - передньої і задньої. Підвіска включає також поздовжні 2 і поперечні 3 троси зв'язку. Як троси зв'язку 2 і 3 можуть бути використані, як приклад, троси стоянкових гальм і рушія (приводу) зчеплення TRW Aftermarket [див.. сайт https://www.trwaftermarket.com/ru/1/Drum-Brake-Actuation-Systems/Handbrake-Clutch-Cables/]. Кожний колісний блок 1 складається з корпуса 4, на якому рухомо встановлені паралельно важелі 5 і 6. При цьому важіль 5 прикріплений до корпусу 4 своєю середньою частиною. На одному кінці важеля 5 і на другому кінці важеля 6 закріплений кулак з маточиною 7 колеса 8. На другому кінці важеля 5 закріплені два демпфери 9 тросів зв'язку 2 і 3. Оболонки тросів зв'язку 2 і 3 закріплені на корпусі 4 колісного блока 1, а вільний кінець кожного тросу вмонтований у відповідний демпфер 9. На вільно виступаючі з оболонок кінці тросів 2 і 3, перед демпфером 9, одягнуті пружинні стабілізатори положення колеса 10. Для можливості примусового змінення положення рами транспортного засобу (умовно не показана) в конструкції підвіски використані лінійні актуатори 11 з моторизованими рушіями (приводами) (не показано), встановлені по одному на кожному тросі зв'язку 2 і 3 та які з'єднують вільні кінці кожного тросів зв'язку, відповідно 2 і 3. При цьому корпус лінійного актуатора 11 жорстко прикріплений до корпуса 4 відповідного колісного блока 1 з можливістю зміни взаємного положення оболонок тросів зв'язку 2, 3 і корпусу 4. Для забезпечення стійкості підвіски при подоланні перешкод на двох колесах (задніх) (Фіг. 7) конструкція підвіски доповнена П-подібною вертикальною рамкою 12, вільні кінці якої жорстко прикріплені до корпусів 4 однієї пари колісних блоків 1. П-подібна рамка 12 шарнірно з'єднана з поручнем 13. Поручень 13 зв'язаний штангами 14 з блокіраторами 15 переміщення важелів 5 і 6 колісних блоків 1. Пропонована підвіска може бути забезпечена системою керування, призначеною для зміни довжини тросів зв'язку 2, 3 і містить бортовий комп'ютер і датчики прискорення і нахилу рами /не показано/, виходи яких підключені до відповідних входів комп'ютера, а відповідні виходи бортового комп'ютера підключені до рушіїв (приводів) лінійних актуаторів 11, які з'єднують вільні кінці кожного тросу зв'язку 2 і 3. Пропонована конструкція являє собою багатоважільну підвіску, призначену для забезпечення рівномірного розподілення ваги транспортного засобу на всі чотири колеса 8 в процесі його переміщення, забезпечуючи постійне значення коефіцієнту зчеплення для всіх коліс 8, яке не залежить від кривизни дорожнього полотна і має регульований кліренс. Підвіска може здійснювати нахили кузова транспортного засобу під час його руху вздовж схилу, при поворотах та на час виходу пасажирів. Пропонована підвіска транспортного засобу може бути доповнена традиційним рульовим механізмом /не показано/. 3 UA 110616 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Пропонована підвіска транспортного засобу "AFW-4" працює наступним чином. Попередньо для правильної роботи підвіски необхідно при складанні довжину тросів зв'язку 2 і 3 встановити такою, щоб важелі 5 і 6 передніх і задніх колісних блоків 1 зайняли горизонтальне положення. Під дією гравітаційних сил підвіска транспортного засобу самовстановлюється і рівномірно розподіляє свою вагу по чотирьох колесах 8 (по чотирьох точках опори). Важелі 5 і 6 (Фіг. 4, 5, 6) можуть вільно провертатися під час руху. Наїзд колеса 8 одного колісного блока на перешкоду призводить до зміни довжини тросів зв'язку 2 і 3 зв'язаних з сусідніми колісними блоками 1, а отже до зміни положення їх важелів 5 і 6 та зміні просторового положення чотирикутної рами (умовно не показана), а внаслідок цього під дією гравітаційних сил підвіска транспортного засобу самовстановлюється і рівномірно розподіляє свою вагу по чотирьох колесах 8. При цьому чотирикутна рама займає положення усередненої площини для чотирьох точок дотику колесами 8 поверхні дороги (ґрунту). Дрібні перешкоди підвіска долає, завдяки застосуванню демпферів 9. Змінюючи довжину тросів зв'язку 2 можна нахилити раму транспортного засобу праворуч чи ліворуч (Фіг. 5) для забезпечення або його стійкого руху вздовж схилу, або для проходження поворотів, чи для посадки/висадки пасажирів. Нахил кузова з рамою транспортного засобу здійснюється за допомогою механізму зміни довжини - лінійного актуатора 11. При цьому для нахилу праворуч синхронно зменшують довжину оболонки тросу 2 праворуч і збільшують довжину оболонки тросу 3 ліворуч. Синхронна і однакова зміна довжини тросів 2 і 3 за допомогою лінійних актуаторів 11 призводить до зміни положення важелів 5 і 6 та корпусу 4 колісного блоку 1, що збільшує чи зменшує кліренс підвіски (Фіг. 11, 12). Лишаючи незмінною довжину тросів зв'язку 2 і синхронно змінюючи довжину тросів зв'язку 3, передній збільшуючи, а задній зменшуючи, можна нахилити підвіску вперед, задній збільшуючи, а передній зменшуючи, можна нахилити підвіску назад і, таким чином, долати перешкоди, наприклад заїзд на дорожній бордюр дитячою коляскою (дитячим візочком) тільки на парі задніх коліс 8. Для цього людина, що веде коляску (візок), натискаючи на поручень 13, шарнірно з'єднаний з П-подібною рамкою 12, опускає штанги 14 з блокіраторами 15 до їх взаємодії з важелями 6 колісних блоків 1. Це призводить до фіксації важелів 5 і 6 у паралельному положенні і виключає нахили підвіски при відриві передніх коліс 8 від поверхні дороги (ґрунту). Для збільшення кліренсу і висоти перешкод, що має долати транспортний засіб, довжини важелів 5 і 6 можуть бути збільшені. Підвіска має чотири варіанти взаємної орієнтації важелів для вирішення різноманітних задач (Фіг. 1, 8, 9, 10). На базі підвіски AFW-4 можуть бути створені транспортні засоби, що мають високу стійкість до подолання перешкод: - дитячі та інвалідні коляски (візочки); - візки для перевезення хворих (лікарняні каталки) та ліжка з функцією зміни висоти і бокового нахилу для комфортного переміщення чи руху вздовж схилу; - збірно-розбірні чи складані візки для перевезення товарів на підприємствах торгівлі та на складах, завдяки використанню у їх конструкціях тросів 2, 3 і лінійних актуаторів 11, - візки для перевезення вантажів на будмайданчику; - мікролітражні легкові автомобілі, як з традиційними ДВС, так і з рушіями (приводами), що містять електродвигуни. Використання підвіски AFW у легковому автомобілі дозволяє отримати значну економію матеріалів (до 20 % і більше по вазі) за рахунок застосування плоскої несучої конструкції. В ній просто реалізується проходження поворотів з нахилом кузова - як у мотоцикла; - візки для відеокамер, місяцеходи тощо; - транспортуючих систем, в яких чотири колісних блоки кріплять до вантажу, що виступає як рама. Підвіска AFW-4 спирається одночасно на всі чотири колеса 8. При цьому відбувається рівномірне і постійне розподілення ваги, яке досягається без допомоги пружинних елементів, а лише за рахунок механічного зв'язку всіх коліс 8 одне з одним та сил гравітації. Підвіска повністю працездатна при її встановленні на всі чотири колеса 8 однакового чи різного діаметра і не чутлива до проколів коліс 8. Перелік позицій на схематичних кресленнях: 1 - колісний блок; 2 - поздовжній трос зв'язку; 3 - поперечний трос зв'язку; 4 - корпус колісного блока; 5 і 6 - важелі; 7 - маточина колеса; 8 - колесо; 4 UA 110616 U 5 9 - демпфер; 10 - пружинний стабілізатор; 11 - лінійний актуатор; 12 - П-подібна вертикальна рамка; 13 - поручень; 14 - штанга; 15 - блокіратор переміщення важелів 5 і 6 колісних блоків 1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 1. Підвіска транспортного засобу, що містить чотирикутну раму, до кожної кутової ділянки якої кінематично прикріплений колісний блок з утворенням двох пар коліс - передньої і задньої, яка відрізняється тим, що на сторонах чотирикутної рами закріплені з можливістю переміщення вздовж сторін рами, відповідно, поздовжні і поперечні троси зв'язку в оболонках, кожний колісний блок складається з корпуса, зв'язаного одночасно з двома тросами зв'язку, на якому рухомо встановлені паралельні горизонтальні важелі, перший з яких прикріплений до корпуса своєю середньою частиною, на одному кінці першого важеля і на другому кінці другого важеля закріплений кулак з маточиною колеса, а на другому кінці першого важеля закріплені два демпфери тросів зв'язку, оболонки тросів зв'язку закріплені на корпусі відповідного колісного блока, вільний кінець кожного тросу вмонтований у демпфер, на вільно виступаючі з оболонок кінцеві ділянки тросів перед демпфером одягнуті пружинні стабілізатори положення колеса колісного блока, а кожний трос зв'язку забезпечений лінійним актуатором, корпус якого жорстко прикріплений до корпусу колісного блока з можливістю зміни взаємного положення оболонок тросів зв'язку і корпуса колісного блока. 2. Підвіска транспортного засобу за п. 1, яка відрізняється тим, що доповнена П-подібною вертикальною рамкою, вільні кінці якої жорстко прикріплені до корпусів однієї пари колісних блоків, а П-подібна рамка шарнірно з'єднана з поручнем, кінематично зв'язаним з блокіраторами переміщення важелів колісних блоків. 5 UA 110616 U 6 UA 110616 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7