| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2066398
ІНЕРЦІЙНИЙ рушія ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО ЗАСОБУ
Ім'я заявника: Черепанов Олександр Олексійович
Ім'я винахідника: Черепанов Олександр Олексійович
Ім'я патентовласника: Черепанов Олександр Олексійович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1993.08.17
Використання: інерційні рушії для транспортних засобів.
Суть винаходу: рушій скомпонований з чотирьох пар елементів, що складаються з нерухомого диска з прорізом уздовж радіуса, який переміщається на осі обертання всередині опорного кільця. Кожна пара елементів здійснює синхронне переміщення дисків в протилежному напрямку в площині, перпендикулярній осі обертання. Щодо один одного кожна пара елементів "ексцентрик-диск - опорне кільце" має різницю в фазі зворотно-поступального переміщення дисків, рівну 90 o. Діаметр опорного кільця дорівнює трьом радіусів диска, а вісь обертання проходить через діаметр опорного кільця, ділячи його в співвідношенні 1: 2. Опорне кільце може бути виконано з можливістю зміни його діаметра від величини, що перевищує діаметр ексцентрика-диска до величини, яка дорівнює трьом радіусів ексцентрика-диска.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до області інерційних рушіїв, які можуть бути використані для перемішування будь-яких транспортних засобів з орієнтацією в потрібному напрямку в середовищі переміщення.
Відомо інерційний пристрій переміщення внутрішніх мас, в якому результуючий зусилля, що забезпечує переміщення машини в бажаному напрямку, створюється за рахунок крутного моменту [1]
До недоліків зазначеного відомого технічного рішення слід віднести виникнення змінного прискорення при роботі даного пристрою і внаслідок цього наявність поряд з позитивною складовою вектора тяги і і негативною складовою, що суттєво знижує коефіцієнт корисної дії рушія.
Відомо пристрій, що дозволяє перетворювати круговий рух в прямолінійний, в якому два протилежних вантажу, що здійснюють круговий рух навколо осі, врівноважуються відцентровими силами, а синхронізація двох блоків вантажів, що обертаються в зворотному напрямку, дозволяє досягти постійного зусилля в заданому напрямку [2]
Недоліком відомого технічного рішення є пульсуючий характер результуючого зусилля, а й складність пристрою, який передбачає досягнення постійного зусилля в заданому напрямку.
Відомий віброімпульсний самохідний механізм, що перетворює періодичні руху в односпрямоване і складається з рами, що спирається на ходові колеса, що мають муфти вільного ходу. На рамі встановлено самобалансний інерційний вібратор [3]
Недоліком цього рішення є наявність негативної складової періодичного руху дебалансов, що робить ці механізми малоефективними.
Технічним результатом є створення ефективної, економічної, високоманевреної конструкції рушія для транспортного засобу шляхом використання тільки позитивною амплітуди зворотно-поступального переміщення постійної маси в системі обертаються дебалансов.
Зазначений результат досягається тим, що інерційний рушій містить механізм перетворення обертального зворотно-поступального руху системи ексцентриків в односпрямоване рух. Цей механізм являє собою систему з чотирьох пар робочих елементів. Кожен елемент складається з нерухомого опорного кільця і розташованого усередині нього рухомого ексцентрика-диска, що має проріз вздовж радіуса. Ексцентрик-диск розміщений всередині опорного кільця з можливістю зворотно-поступального переміщення в площині, перпендикулярній осі обертання.
Кожна пара робочих елементів має однакову фазу зворотно-поступального переміщення ексцентриків-дисків, що обертаються в протилежних напрямках.
Щодо іншої пари кожна пара робочих елементів встановлена з різницею у фазі зворотно-поступального переміщення, рівної 90 o.
Діаметр опорного кільця, в якому переміщається ексцентрик-диск, дорівнює трьом радіусів ексцентрика-диска, а вісь обертання проходить через діаметр опорного кільця таким чином, що ділить цей діаметр щодо 1: 2.
Опорне кільце може бути виконано з можливістю зміни його діаметра від величини, що перевищує діаметр ексцентрика-диска, укладеного в опорному кільці, до величини, яка дорівнює трьом радіусів ексцентрика-диска.
Об'єднання чотирьох двоелементний систем "ексцентрик-диск опорне кільце" в єдину систему з різницею у фазі обертання переміщення ексцентриків-дисків в паpах в 90 o щодо іншої пари створює один сумарний стійкий, постійний вектор тяги, що дозволяє переміщати в потрібному напрямку будь-який транспортний засіб.
Рушій може бути підключений до двигуна будь-якого типу: до карбюраторному двигуну внутрішнього згоряння, дизельному, турбогвинтовому, електричному та ін.
Компактність, широкі можливості для різної компоновки системи з чотирьох пар елементів створює передумови для успішного використання даного рушія як для існуючих транспортних засобів, так і для розробки принципово нового універсального транспортного засобу, здатного переміщатися в будь-якому середовищі з орієнтацією в потрібному напрямку.
Фіг. 1 представлені чотири позиції одного елемента "ексцентрик-диск - опорне кільце" при повному обороті переміщенні ексцентрика-диска всередині опорного кільця
Фіг. 2 варіант компоновки інерційного рушія з двома загальними осями обертання, вид зверху
Фіг. 3 розріз А-А
Фіг. 4 розріз Б-Б
Фіг. 5 розріз Г-Г
Фіг. 6 розріз Д-Д
Фіг. 7 розріз В-В
Фіг. 8 діаграма тимчасової розверстки роботи одного елемента "ексцентрик-диск опорне кільце"
Фіг. 9 діаграма тимчасової розверстки роботи рушія, що складається з чотирьох пар елементів "ексцентрик-диск - опорне кільце".
Кожен елемент "ексцентрик-диск опорне кільце" складається з нерухомого опорного кільця 1, осі обертання 2, що проходить всередині опорного кільця перпендикулярно його діаметру таким чином, що ділить цей діаметр в співвідношенні 1: 2, і рухомого ексцентрика в вигляді диска 3, пов'язаного з віссю обертання 2. Диск 3 має проріз 4 уздовж радіуса і переміщається за допомогою осі обертання всередині опорного кільця 1 в площині, перпендикулярній осі обертання. Проріз 4 диска 3 виконана таким чином, що диск 3 при своєму обертанні по опорному кільцю ковзає прорізом 4 по осі обертання 2, здійснюючи зворотно-поступальне переміщення між двома крайніми положеннями диска щодо осі обертання. В одному з них вісь обертання збігається з центром диска, в іншому знаходиться біля краю диска. Діаметр опорного кільця дорівнює трьом радіусів диска 3.
Пропонований варіант конструкції рушія складається з двох блоків з осями обертання 2 і 2 ', на яких в протилежному напрямку зворотно-поступально обертаються чотири пари елементів "ексцентрик-диск - опорне кільце" I-I', II-II ', III-III' , IV-IV '. Опорні кільця 1 жорстко пов'язані один з одним. Осі обертання 2 і 2 'з'єднані один з одним кінематично за допомогою зубчастої передачі, що складається з чотирьох шестерень 5, для забезпечення синхронного обертання осей в протилежні сторони. Дві шестерні розташовані на осях 6 і 6 '.
Кожна пара елементів I-I ', II-II', III-III ', IV-IV' кінематично поєднана в єдину восьміелементную систему з різницею у фазі зворотно-поступального обертання в 90 o відносно один одного.
У пропонованому технічному рішенні використаний принцип зміни від нуля до максимальної величини відцентрової сили в системі обертаються дебалансов зі змінним ступенем ексцентриситету за період обороту при постійній їхній масі за рахунок періодичного зміни скалярної та векторної величини їх відцентрового прискорення.
При знаходженні прорізи 4 диска 3 в горизонтальному положенні і збігу осі обертання 2 з центром ваги диска (фіг. 1, позиція 1), ступінь ексцентриситету дорівнює нулю. При повороті диск 3 ковзає по опорному кільцю 1 і поступово відстань між центром диска і віссю обертання збільшується. При повороті на 90 o (фіг. 1, позиція II) центр диска максимально віддалений від осі обертання. Ступінь ексцентриситету в даний момент циклу роботи максимальна, відповідно зростає до максимуму значення відцентрового прискорення ексцентрика-диска і внаслідок цього значення відцентрової сили, яка за допомогою опорного кільця надає транспортному засобу односпрямоване рух. При подальшому повороті диска 3 на 90 o (фіг. 1, позиція III), відстань між центром диска і віссю обертання зменшується і стає рівним нулю. Відповідно зменшується і тягове зусилля практично до нуля. При подальшому повороті ексцентрика-диска на 90 o (фіг. 1, позиція IV), значення тягового зусилля близько до нуля, так як опорне кільце в даному сегменті циклу роботи утримує центр ваги диска і вісь обертання в одній точці.
Далі цикл обертання повторюється.
В результаті тягове зусилля виникає тільки за рахунок позитивних значень амплітуди зворотно-поступального переміщення ексцентрика-диска в площині обертання. Одержуваний вектор тяги непостійний за своїм скалярному значенням, його величина періодично зростає і зменшується, а його векторне значення розсіяно веерообразно по області позитивних величин. Амплітуда негативних величин тягового зусилля практично близька до нуля (фіг. 8).
Для односпрямованої орієнтації векторного значення тягового зусилля, до одного елементу "ексцентрик-диск опорне кільце" необхідно і достатньо додати ще один елемент "ексцентрик-диск опорне кільце", що обертається синхронно з першим елементом, але в протилежному напрямку. В результаті самобалансного ефекту вектору тяги надається односпрямоване значення векторної величини.
Для перетворення періодично змінюється величини скалярного значення тягового зусилля в величину постійну необхідно і достатньо поєднати чотири пари елементів "ексцентрик-диск опорне кільце" в єдину систему з різницею в фазі обертально-поступального переміщення в 90 o щодо іншої пари.
Діаграма тимчасової розкладки (фіг. 9) показує, що при геометричному підсумовуванні тягових зусиль чотирьох пар елементів "ексцентрик-диск опорне кільце" створюється постійна складова тягового зусилля 
.
пульсуюча складова 
має незначну величину. Елементи I-I ', II-II', III-III ', IV-IV' в рушій розташовані таким чином, що підсумкова тягове зусилля проходить через центр ваги конструкції.
Приведення в роботу рушія пропонованої конструкції можливо від будь-якого типу двигуна. Двигун, з'єднаний з осями обертання ексцентриків-дисків рушія, приводить їх в рух. За допомогою осей обертання ексцентрики-диски поступально переміщаються всередині опорних кілець. В результаті синхронного зворотно-поступального противовращения ексцентриків-дисків в цьому пристрої виникає значне тягове зусилля, яке передається за допомогою опорних кілець на корпус транспортного засобу і надає йому односпрямоване рух. Управління величиною тягового зусилля можна здійснювати зміною величини кутової швидкості обертання ексцентриків-дисків. У разі, коли опорне кільце виконано з можливістю зміни його діаметра, запуск рушія, набір необхідної кутової швидкості проводиться при діаметрі опорного кільця, що перевищує радіус ексцентрика-диска. Після набору кутової швидкості при поступовому збільшенні діаметра опорного кільця до величини, яка дорівнює трьом радіусів ексцентрика-диска, тягове зусилля зростає до максимальної величини за рахунок зменшення до нуля негативною складовою амплітуди зворотно-поступального переміщення ексцентрика-диска в площині обертання.
Тягового зусилля, що виробляється рушієм, можна надати будь-скалярний значення і будь-який напрямок переміщення. Управління односпрямованим рухом транспортного засобу можна здійснювати шляхом зміни векторного значення тягового зусилля за допомогою того чи іншого поворотного механізму.
За допомогою зміни векторної величини тягового зусилля поворотом на 180 o від заданого напрямку той чи інший спосіб можна зробити ефективне гальмування транспортного засобу.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Інерційний рушій для транспортного засобу, що містить механізм перетворення обертального зворотно-поступального руху системи ексцентриків в односпрямоване рух, який відрізняється тим, що механізм перетворення виконаний у вигляді системи, що складається з чотирьох пар робочих елементів, кожен з яких виконаний у вигляді нерухомо встановленого опорного кільця і рухомого ексцентрика-диска з прорізом уздовж радіуса, розміщеного всередині опорного кільця з можливістю зворотно-поступального переміщення в площині, перпендикулярній осі обертання, в кожній парі робочі елементи встановлені з однаковою фазою зворотно-поступального переміщення ексцентриків-дисків і виконані з можливістю переміщення в протилежних напрямках, останні в кожній парі робочих елементів відносно іншої пари встановлені з різницею у фазі зворотно-поступального їх руху, що дорівнює 90 °, при цьому діаметр опорного кільця дорівнює трьом радіусів ексцентрика-диска, а вісь обертання перетинає діаметр опорного кільця таким чином, що ділить цей діаметр в співвідношенні 1: 2.
Рушій по п.1, що відрізняється тим, що опорне кільце виконано з можливістю зміни його діаметра від величини, що перевищує діаметр ексцентрика-диска, до величини, яка дорівнює трьом радіусів ексцентрика-диска.
Версія для друку
Дата публікації 31.10.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.