Модульно структурований військовий наземний робот для бойових і спеціальних операцій

1. Модульно структурований військовий наземний робот для бойових і спеціальних операцій, що включає розміщені в корпусному конструктиві електрохімічні, конденсаторні або комбіновані джерела електричної енергії, її перетворювачі, електромеханічні колісні, гусеничні або колісногусеничні рушії, комплекси датчиків системи тягового електроприводу, зовнішньої обстановки і діагностики, а також комплект виконавчих механізмів, зокрема маніпулятори, системи озброєння і самоліквідації, який відрізняється тим, що елементарний корпусний конструктив робота виконаний у вигляді набору з семи повністю ідентичних коробчастих корпусів простої геометричної форми, в яких знаходяться функціональні блоки-модулі, шість з яких розміщені симетрично зовні на поверхні центрального коробчастого корпусу і жорстко C2 2 (11) 1 3 88585 4 - дії в заражених і заборонених районах. завершені функціональні блоки-модулі, кожен з - проведення диверсійної роботи і ряду інших яких призначений для виконання тільки однієї осоперацій спеціального призначення. новної принципової функції. Всі ці функціональні У мирний час невеликі переносні робототехніблоки-модулі повинні бути розміщені в механічно чні системи плануються до застосування для пожорстких повністю ідентичних по зовнішніх габаришуку і порятунку людей під час землетрусів і інших тах коробчастих корпусах однієї і тієї ж простої стихійних лих, а так само в операціях по виконангеометричної форми. Очевидно, що це забезпечує ню вимог закону. максимально щільну упаковку вказаних функціоВідомі наземні мобільні роботи, описані, нанальних блоків, що входять до складу корпусного приклад, в статті О.О.Маслова і К.Е.Куванова конструктиву. «Применение методов синтеза и математического На основі повного набору подібних функціонамоделирования для исследования движущих сисльних модулів, розміщених в ідентичних корпусах, тем наземных роботов» [см. журнал «САПР и граможе бути створений цілий комплект наземних фика», М., №4, 2006, с.12-15], які достатньо шировійськових роботів, кожен з яких здатний вирішуко застосовуються розвиненими в технічному вати певні завдання відповідно до специфіки конквідношенні країнами для виконання практично всіх ретної бойової обстановки. функцій, описаних вище. У Ізраїлі, Великобританії і Загальний набір функціонально завершених Германії розроблені і знайшли військове застосублоків-модулів повинен включати: вання рухомі гусеничні роботи для розвідки, розмі- енергетичний блок-модуль, що несе джерела нування і знищення вибухових пристроїв різного електричної енергії електрохімічного (акумулятори типу. електроенергії, паливні елементи і їх комбінації) Армія США під час бойових дій і поліцейських або накопичувального (швидкозарядні суперконоперацій в Іраку з успіхом використовувала озброденсатори) типів; єні вогнепальною зброєю малогабаритні гусеничні - блок-модуль перетворювачів електричної роботи в наступальних і розвідувальних операціях. енергії отримуваною від енергетичного блокаНа державному рівні розробкою і практичним модуля; використанням військових роботів займаються в - блок-модуль датчиків системи тягового елекРосії, Франції, Великобританії і Японії. тромеханічного приводу; Як прототип пропонованого модульного струк- автономні блоки-модулі електромеханічні тятурованого наземного військового робота для вигові рушіїв на колісному, гусеничному або комбіноконання бойових і спеціальних завдань прийнятий ваному ходу; американський робот Talon на гусеничному ходу, - блоки-модулі датчиків зовнішньої обстановякий пройшов перше бойове випробування під час ки, прицілів далекомірів, повітряної розвідки; бойових дій в Іраці. Цей новий вид озброєння су- блоки-модулі систем озброєння (стрілецьке, хопутних військ виявив себе як найбільш перспекракетне вогнеметне, лазерне і ін.) тивне технічне обладнання. - блок-модуль системи самоліквідації; - спеціальні блоки-модулі, призначені для виКонструктивний аналіз, як прототипу, так і конання обмеженого специфічного круга завдань. реалізованих до теперішнього часу і описаних в У першому варіанті модульно структурованого спеціальній літературі військових роботів бойового наземного військового робота для бойових і спеціі спеціального застосування дозволяє зробити альних операцій елементарний конструктив корпувисновок про ряд загальних принципових недолісу виконаний з шести розміщених в ідентичні коків, властивих цьому специфічному виду військової техніки. робчасті корпуси функціональних блоків-модулів, До них можна віднести: розміщених симетрично з тим, що стосується один - унікальність конструктивного виконання, влаодного по кругу на поверхні аналогічного їм сьомостива кожному з військових роботів відомих сисго, центрального коробчастого корпусу функціонатем, яка не дозволяє проводити оперативну модельного блока-модуля. Жорстке об'єднання цього рнізацію всієї конструкції в цілому; шестипелюсткового елемента в елементарний - виконання тягового рушія військових роботів корпусний конструктив проведене за допомогою у вигляді агрегату, окремі елементи якого монолітдвох монтажних шайб, що мають центральні шесно вбудовані в корпус робота; типелюсткові отвори і розміщених в торцевих об- практична відсутність уніфікації окремих вузластях набору з семи коробчастих корпусів функлів і систем, що істотно знижує темпи прогресу в ціональних блоків-модулів. Форма кожної з шести цій області військової техніки. пелюсток вказаних отворів забезпечує входження У основу конструктивних вирішень винаходу, в них зовнішніх поверхонь корпусів функціональякий пропонується, поставлено завдання усунення них блоків-модулів по ходовій посадці. При цьому недоліків, властивих, на наш погляд, як прототипу, слід взяти до уваги, що функціональні блокитак і всім відомим до теперішнього часу конструкмодулі електромеханічних рушіїв, прикріплені до ціям військових роботів. зовнішніх поверхонь обох торцевих монтажних З цією метою запропоновано застосувати для шайб елементарного корпусного агрегатустворення військових рухомих наземних роботів конструктиву, поміщені в корпуси, відмінні формою модульний принцип побудови технічних систем. від однакових корпусів функціональних блоківПрактична реалізація запропонованого модульномодулів. го принципу полягає в тому, що наземний військоУ другому варіанті пропонованого модульно вий робот, який пропонується, повинен бути консструктурованого наземного військового робота для труктивно розділений на окремі повністю бойових і спеціальних операцій коробчасті корпуси 5 88585 6 функціональних блоків-модулів виконані такими, Фіг.17. Торцева прямокутна монтажна шайба що мають круглу циліндричну форму, а торцеві для циліндричних корпусів, вигляд збоку; монтажні шайби виконані круглими. Третій варіант Фіг.18. Торцева прямокутна монтажна шайба військового наземного робота, який пропонується, для круглих циліндричних корпусів, вигляд збоку; відрізняється тим, що коробчасті корпуси функціоФіг.19. Торцева прямокутна монтажна шайба нальних блоків-модулів виконані такими, що мадля шестигранних корпусів, вигляд збоку; ють форму правильних шестигранників на зразок Фіг.20. Торцева прямокутна монтажна шайба бджолиних сот. Очевидно, що в цьому випадку для шестигранних корпусів, вигляд спереду; просторова упаковка елементарного корпусного Фіг.21. Торцева шестикутна монтажна шайба конструктиву стає максимально можливою. В цьодля циліндричних корпусів, вигляд збоку; му випадку, як і в першому варіанті, торцеві монФіг.22. Торцева шестикутна монтажна шайба тажні шайби виконані такими, що мають круглу для циліндричних корпусів, вигляд спереду; форму. Фіг.23. Торцева шестикутна монтажна шайба У четвертому варіанті пропонованого модульдля шестигранних корпусів, вигляд збоку; ний структурованого військового наземного робота Фіг.24. Торцева шестикутна монтажна шайба для бойових і спеціальних операцій з метою для шестигранних корпусів, вигляд спереду; спрощення кріплення корпусів електромеханічних Фіг.25. Елементарний корпусний агрегатрушіїв до торцевих монтажних шайб корпусного конструктив з круглими монтажними шайбами і агрегату-конструктиву останні рекомендовано вициліндричними корпусами в зборі, вигляд збоку; конати такими, що мають прямокутну або шестиФіг.26. Елементарний корпусний агрегаткутну форму. конструктив з круглими монтажними шайбами і З метою розширення функціональних можлициліндричними корпусами в зборі, вигляд спереду; востей модульно структурованого військового наФіг.27. Подовжній розріз модульно структуроземного робота, що пропонується, шляхом збільваного військового наземного робота з одним шення кількості функціональних блоків-модулів в елементарним агрегатом-конструктивом, прямокуп'ятому варіанті рекомендовано використовувати тними монтажними шайбами і шестигранними кордва елементарні корпусні агрегати-конструктиви і пусами функціональних блоків-модулів; розмістити їх уздовж подовжньої осі безпосередФіг.28. Поперечний розріз модульно структуньо один за одним. рованого військового наземного робота, представНа кресленнях, що ілюструють конструктивну леного на Фіг.27; суть модульно структурованого наземного війсьФіг.29. Подовжній розріз наземного військовокового робота бойового і спеціального призначенго робота з двома подовжньо розміщеними агреганя, який пропонується, представлені: тами-конструктивами, круглими монтажними шайФіг.1. Коробчастий циліндричний корпус функбами і шестигранними корпусами функціональних ціонального блока-модуля, вигляд збоку; блоків-модулів; Фіг.2. Коробчастий циліндричний корпус функФіг.30. Поперечний розріз наземного військоціонального блока-модуля, вигляд спереду; вого робота представленого на Фіг.29. Фіг.3. Коробчастий шестигранний корпус фунКожен з функціональних блоків-модулів, з яких кціонального блока-модуля, вигляд збоку; складається елементарний корпусний агрегатФіг.4. Коробчастий шестигранний корпус функонструктив модульно структурованого військового кціонального блока-модуля, вигляд спереду; наземного робота для бойових і спеціальних опеФіг.5. Бічна кришка циліндричного коробчасторацій, що пропонується, поміщений в коробчастий го корпусу вигляд збоку; корпус простої геометричної форми, яка забезпеФіг.6. Бічна кришка циліндричного коробчасточує максимально щільну просторову упаковку. При го корпусу вигляд спереду; цьому всі коробчасті корпуси вказаних функціонаФіг.7. Бічна кришка шестигранного коробчастольних блоків-модулів мають одні і ті ж геометричні го корпусу вигляд збоку; розміри. Для застосування в пропонованих консФіг.8. Бічна кришка шестигранного коробчастотрукціях запропоновано використовувати предстаго корпусу вигляд спереду; влені на Фіг.1 і 2 корпуси 1 трубчастої циліндричФіг.9. Коробчастий циліндричний корпус в збоної форми і представлені на Фіг.3 і 4 корпуси 2 у рі з кришками розріз, вигляд збоку; формі правильних шестигранників, подібні до Фіг.10. Коробчастий циліндричний корпус в бджолиних сот. Для ізоляції внутрішнього простозборі з кришками вигляд спереду; ру корпусів 1 і 2 від зовнішнього середовища викоФіг.11. Коробчастий шестигранний корпус в ристані бічні кришки 3 і 4, показані на Фіг.5 і 6 для зборі з кришками розріз, вигляд збоку; циліндричних коробчастих корпусів функціональФіг.12. Коробчастий шестигранний корпус в них блоків-модулів і Фіг.7 і 8 для шестигранних зборі з кришками вигляд спереду; коробчастих корпусів, відповідно. Фіг.13. Торцева кругла монтажна шайба для На Фіг.9 і 10 представлений в розрізі порожній, циліндричних корпусів, вигляд збоку; закритий бічними кришками 3 корпус 1 циліндричФіг.14. Торцева кругла монтажна шайба для ної форми, а на Фіг.11 і 12, відповідно представциліндричних корпусів, вигляд спереду; лений в розрізі порожній корпус 2 шестигранних Фіг.15. Торцева кругла монтажна шайба для форми, закритий бічними кришками 4. шестигранних корпусів, вигляд збоку; Формування кожного елементарного корпусноФіг.16. Торцева кругла монтажна шайба для го агрегату-конструктиву модульно структурованошестигранних корпусів, вигляд спереду; го наземного військового робота для бойових і спеціальних операцій, який пропонується, прово 7 88585 8 диться на основі семи функціональних блоківелектромеханічних приводних двигунів гусеничномодулів, корпуси шести з яких рівномірно згрупого рушія. Ці двигуни вбудовані безпосередньо в вані по колу на поверхні сьомого, центрального зубчасті вінця гусеничного рушія за принципом корпусу функціонального блока-модуля. Останній «мотор-колеса». Електромеханічний привід провиявляється в цьому випадку найбільш захищеним понованого військового наземного робота не вхояк з погляду зовнішніх механічних дій, так і екранудить у відмітні ознаки формули винаходу і у зв'язку ється від електромагнітного польового впливу. з цим тут детально не описаний. Об'єднання семи вищезгаданих корпусів функціоНа Фіг.29 і 30 представлений приклад викональних блоків-модулів в монолітний агрегатнання модульно структурованого військового наконструктив здійснене за допомогою двох торцеземного робота на колісному ходу з використанвих монтажних шайб, що мають центральний шесням двох розміщених по подовжній осі типелюстковий крізний отвір, форма і розміри якоелементарних агрегатів-конструктивів. Очевидно, го забезпечують входження в нього корпусного що таке виконання пропонованого робота сприяє блока з семи функціональних блоків модулів по підвищенню його функціональних можливостей ходовій посадці з подальшою фіксацією. завдяки використанню більшої різноманітності Конструкція торцевих монтажних шайб 5, що функціональних блоків-модулів, як, наприклад, мають круглу форму і центральний шестипелюстмодулів-маніпуляторів, модулів повітряної розвідковий отвір 6 для циліндричних корпусів 1 функціки і ін. ональних блоків-модулів представлена на Фіг.13 і Модульно структурований військовий назем14. На Фіг.15 і 16 представлена конструкція кругний робот для бойових і спеціальних операцій, лих торцевих монтажних шайб 7, забезпечених працює таким чином. шестипелюстковими отворами 8, що фіксують шеЗ номенклатури функціональних блоківстигранні корпуси 2 функціональних блоківмодулів, що є в наявності, повинен бути вибраний модулів. Відповідно, на Фіг.17 і 18 представлена такий їх комплект, який повною мірою здатний законструкція монтажних шайб 9 прямокутної форми безпечити виконання наміченого об'єму бойових з центральним шестипелюстковим отвором 6 для або спеціальних завдань, для реалізації яких прициліндричних корпусів 1 і на Фіг.19 і 20 аналогічних значений пропонований модульний структуроваже монтажних шайб 10 прямокутної форми з ний наземний робот. При цьому особливу увагу центральним шестипелюстковим отвором 8 для слід звернути на підбір автономних електромехашестигранних корпусів 2. На Фіг.21, 22, 23 і 24 понічних тягових блоків-модулів 21, який повинен казані шестикутні торцеві монтажні шайби 11 і 12 з максимально відповідати дорожнім умовам майбушестипелюстковими центральними отворами 6 і 8, тньої роботи. відповідно. На складальному стенді, який на малюнках, На Фіг.25 і 26 представлений елементарний що ілюструють суть пропонованого винаходу, не агрегат-конструктив пропонованого військового показаний, в повній відповідності з технологічною наземного робота в зборі у вигляді збоку і спереду, інструкцією проводиться монтаж модульно струкв якому монтаж семи циліндричних корпусів 1 протурованого наземного військового робота з виковедений за допомогою круглих монтажних шайб 5. ристанням для жорсткої фіксації функціональних На Фіг.27 і 28 представлені види подовжнього і блоків-модулів торцевих монтажних шайб 5, 7 або поперечного розрізів загального виду пропонова10, до яких жорстко кріпляться функціональні блоного модульно структурованого військового назеки-модулі 21 тягових рушіїв. много робота на гусеничному ходу, виконаного з Після проведення монтажу вказаного модульодного елементарного агрегату-конструктиву, но структурованого військового робота проводятьсформованого на базі семи шестигранних корпусів ся пусконалагоджувальні роботи, що забезпечу2 функціональних блоків-модулів, жорстко закріпють його придатність для виконання всього лених в шестипелюсткових отворах 8 торцевих комплексу завдань, передбачених умовами його прямокутних монтажних шайбах 10. майбутнього функціонування. У центральному, найбільш захищеному від Як приклад розглянемо функціонування після механічних і електромагнітних дій корпусі 13 розмонтажу і проведення пусконалагоджувального міщений функціональний блок-модуль джерел циклу модульно структурованого бойового робота, електричного живлення всіх механізмів пропоноякий зображений на Фіг.27 і 28. Керований, наприваного модульно структурованого військового наклад, оператором ззовні бойовий робот просуваземного робота, що мають електричні зв'язки з ється на задану бойову позицію, використовуючи рештою всіх функціональних блоків-модулів. для цього датчики зовнішньої обстановки блокаШтепсельні рознімачі, що реалізовують вказані модуля 17, дані якого передаються операторові на електричні зв'язки, на Фіг.27 і 28 не показані. У командний пункт (на кресленнях не показаний). корпусі 14 встановлено стрілецьке або артилерійПри необхідності, використовуючи блок-модуль 14 ське озброєння 15. Боєкомплект знаходиться в стрілецького або артилерійського озброєнь 16, що корпусі 16, а набір датчиків обстановки, включаюмає боєкомплект 17, проводиться ураження цілей, чи прицільні пристосування і систему нічного бавстановлених розвідкою. Після виконання бойовочення, в корпусі 17. Корпуси 18 і 19 використовуго завдання військовий наземний робот по команді ються для розміщення електричних зовнішнього оператора повертається до місця баперетворювачів, що живлять всі виконавчі механізування, де проводиться необхідний об'єм технічзми робота. У корпусі 20 поміщений бортовий комного обслуговування і поповнення боєзапасу. п'ютер. На торцевих прямокутних шайбах 10 жорсПовністю аналогічним чином працюють зібрані тко закріплені функціональні блоки-модулі 21 з іншого набору блоків-модулів змінені модифікації 9 88585 10 модульно структурованих наземних військових рівнянні з розглянутим вище комплексом бойових роботів, призначені для реалізації зміненого в поабо спеціальних завдань. 11 88585 12 13 88585 14 15 88585 16 17 Комп’ютерна верстка М. Мацело 88585 Підписне 18 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601