КРОЧАЧИЙ ТРАНСПОРТ, МОДЕЛІСТ-КОНСТРУКТОР
Вирішення цих проблем дозволить створити новий вид транспорту, здатний переміщатися по будь-якому бездоріжжю районів, що освоюються, долати спуски і підйоми до 45°.
Крокуючі машини можуть знайти застосування при перевезенні руди, вугілля з відкритих кар'єрів, при будівництві котлованів для електростанцій, доріг та інших споруд. Технічно реальне будівництво крокоходів вантажопідйомністю 100 т і більше.
Проведемо деякі порівняння колеса, гусениці та крокуючого механізму під час руху по нерівному грунту.
На малюнку 1 колесо перекочується через нерівності заввишки «А». Частина перешкоди "Б" "увійде" в пневматичну шину, вісь колеса підніметься на висоту "В", і центр тяжкості апарата підніметься на висоту "Г". Шина виготовлена з армованої гуми, різниця сил при деформації та при поверненні у вихідне положення велика.
Мал. 1. Схема подолання нерівностей дороги колесом, гусеницею та опорою крокуючого механізму.
При перекочуванні колеса по м'якій дорозі деформується грунт. На це також витрачається велика енергія. Так, при переміщенні колісного трактора по вологому зораному грунті на деформацію грунту йде більше половини енергії, що підводиться до колеса.
Тепер розглянемо гусеничний рушій (рис. 1). Його стрічка має шарніри, з'єднані пальцями. Коли вона лягає на тверду перешкоду, як показано на схемі, ланки гусениці піднімаються. Ковзанки, що проходять через підняті ланки, також піднімаються, частково стискаючи пружини кареток;відбувається підйом центру тяжкості апарату, потім витрачається додаткова потужність. Значна втрата енергії викликана тертям у відкритих шарнірах, які мають підвищений знос.
У крокуючого рушія опорні поверхні є «лижу», яка може мати гумову нижню поверхню. Коли така пижа стає на нерівний ґрунт (мал. 1), вона спирається лише на вершини виступів. Усі виступи та поглиблення лиж не копіюються. Отже, центр тяжкості апарату від нерівностей ґрунту в межах довжини лижі не вагається.
У крокуючому механізмі «нога» в нижньому положенні повинна рухатися прямою лінією з постійною швидкістю. Ці умови добре витримуються у механізмі П. Чебишева (рис. 2).
Мал. 2. Основа стопохідного пристрою - механізм П. Чебишева.
При обертанні кривошипа точка А рухається у верхній частині траєкторії по кривій лінії зі змінною, внизу — прямою з постійною швидкістю.
У пропонованому крокуючому механізмі (рис. 4) проблема руху та стійкості вирішується тим, що до «прямила» П. Чебишева додаються здвоєні паралелограми, що створюють таку ж криву і в тій же площині, що і точка А тільки зі зміщенням по ходу руху. Стійкість самої «ноги» забезпечується тим, що вона зверху має жорстке кріплення, внизу — досить велику площу опори.
Але щоб пересуватися, однієї «ноги» мало. Тому в одному корпусі, що замінює колесо, потрібно встановити два крокуючі механізми (рис. 3). При обертанні загального кривошипа точки Б і Б1 рухаються однаковими траєкторіями, причому, коли одна «нога» ще не відірвалася від поверхні, інша вже спирається на неї.
Мал. 3. Схема крокуючого механізму з двома «ногами».
Мал. 4.Принципова схема крокуючого механізму та розрахунки важелів:
1 - кривошип, 2 - 6,8 - важелі, 7 - "нога", 9 - рама корпусу, 10 - опора; розміри важелів 2, 3, 68 - залежать від радіуса кривошипа ІКР; розміри важелів 4 і 5 довільні, але рівні між собою та відстані «А» між осями важелів 8 і 3; "К" - відстань між осями важеля 3 і кривошипа - дорівнює 2Rкр; довжина «ноги» довільна, а крок її дорівнює чотирьом радіусам кривошипу.
Мал. 5. Схема моделі крокуючої машини, побудованої в ЦСЮТ РРФСР:
1 - платформа машини, 2 - двигун, 3 - муфта. 4 - механізм крокування, 5 - опора ноги.
Модель крокоходу виконана за схемою гусеничного машини. Одна гусениця замінюється крокуючим механізмом із двома «ногами» в одному корпусі. Поворот здійснюється за рахунок різниці швидкості протилежних пар «ніг». Радіус кривошипа дорівнює 10 см. На моделі, побудованої в ЦСЮТ РРФСР, стоїть електродвигун, що живиться від мережі 220 в, а передача обертання від нього на крокуючі механізми здійснюється автоматичною безступінчастою передачею з незалежним приводом на кожну пару ніг. Цей пристрій автоматично регулює передатне число залежно від навантаження під час руху крокоходу. Двигун весь час працює на одних оборотах, навантаження на ньому постійне, не залежить від навантаження на «ноги».
Для забезпечення стійкої рівноваги системи та ліквідації коливання центру ваги крокуюча машина має чотири пари «ніг». Кожна пара постійно перебуває у взаємно протилежному стані, тому на землі завжди стоять щонайменше чотири «ноги».
Кожен механізм із двох «ніг» приєднаний до корпусу через пружний вузол (ресору, пневматичну подушку). Поверхня опорних лиж може бути велика, тому коливання машини від нерівностей ґрунту, яку колеса відсутні. Положення важелів і "ніг" завжди взаємно протилежне, тому система повністю врівноважена.
А. ПОПОВ, завідувач лабораторії експериментального транспорту ЦСЮТ РРФСР