Трицикл з кузовом, що нахиляється у вигляді вантажної платформи для гірських фермерських господарств
Власники патенту UA 2532002:
Трицикл має симетричне розташування задніх провідних коліс та переднє кероване колесо. Кузов трициклу у вигляді вантажної платформи та рама разом з керованим колесом можуть нахилятися, як одне ціле, щодо заднього моста у поперечному напрямку. Рама з одного боку шарнірно за допомогою двох тяг пов'язана з кожухом заднього моста, який з іншого боку шарнірно пов'язаний з вантажною платформою, механізм нахилу якої є електролебідкою, пов'язаною з вантажною платформою, кінці троса якої закріплені в лівій і правій частинах кожуха заднього моста. Підвищується стійкість трициклу проти поперечного перекидання. 7 з.п. ф-ли, 3 іл.
Винахід відноситься до галузі машинобудування і може бути використане для проектування трициклів.
Відомий трицикл, що є триколісним транспортним засобом з колесами, симетричними по відношенню до середньої поздовжньої площини, максимальна конструктивна швидкість більше 50 км/год, двигун з робочим об'ємом більше 50 см 3 [1]. Недоліком цього трициклу є менша порівняно з чотириколісним транспортним засобом бічна стійкість проти перекидання, що особливо проявляється у гірських умовах експлуатації.
Відомий також трицикл з кузовом, що нахиляється разом з переднім керованим колесом у бік повороту, який забезпечується системою Dynamic Vehicle Control (DVC), що автоматично вибирає поточний кут нахилу кузова, виходячи з кута повороту керованого колеса і швидкості руху [2]. Основним недоліком цього трициклу є дорожнеча механізму нахилу.
Завданням винаходу є створення простого, надійного, дешевого транспортного засобу невеликої вантажопідйомностіфермерських господарств гірської зони, що має підвищену стійкість проти бокового перекидання.
Відповідно до винаходу в трициклі з симетричним розташуванням задніх провідних коліс і переднім керованим колесом кузов у вигляді вантажної платформи і рама разом з керованим колесом, як одне ціле, може нахилятися щодо заднього моста в поперечному (бічному) напрямку, причому рама з одного боку шарнірно за допомогою двох тяг пов'язана з кожухом заднього моста, який з іншого боку шарнірно пов'язаний з вантажною платформою, механізм нахилу якої є електролебідкою, барабан якої закріплений на вантажній платформі, на ній же закріплені блоки, що обгинаються лівим і правим тросами лебідки, кінці троса закріплені в лівій і правій частинах кожуха заднього моста, управління електролебідкою здійснюється автоматично залежно від кута косогора або за допомогою пульта управління електролебідкою, встановленого біля лівої рукоятки керма, і являє собою тумблер з трьома положеннями - поворот вліво, вправо, нейтраль, лівий і правий кінці троса закріплені в вкрай лівому і вкрай правому частинах кожуха заднього моста, лівий і правий блоки розташовані над місцями кріплення кінців троса до кожуха заднього моста, кінці троса лебідки прикріплені до кожуха заднього моста за допомогою скоб або сережок, кузов може фіксуватися із системою управління, а також у різних положеннях механічним пристроєм.
Між основними геометричними параметрами трициклу дотримується умова
де: B, L - колія та база трициклу, L=2h;a- відстань центру мас від осі переднього колеса; h – висота центру мас.
Стійкість трициклу під час руху по косогорах залежить від стабілізації його вантажної платформи, якадосягається за допомогою механізму нахилу. Стійкість трициклу в транспортному режимі залежить від критичних швидкостей щодо занесення та перекидання. Стійкість тим вища, що більша критична швидкість проходження повороту трициклом. Крім критичних швидкостей, стійкість характеризується повертальністю. З урахуванням еластичності шин становище центру мас вирішальним чином впливає всі параметри стійкості трицикла - критичні швидкості, траєкторію, повертаність. Використовуючи нові знання [3-7], можна на стадії проектування таким чином скомпонувати (взаємно розташувати його елементи) трицикл, щоб під час експлуатації він мав максимально можливу стійкість завдяки оптимальному взаємозв'язку між його параметрами, що впливають на критичні швидкості занесення і перекидання, а наявність механізму нахилу – додатково підвищити стійкість проти перекидання.
Виконання трициклу з можливістю нахилу вантажної платформи та рами разом з керованим колесом, як однією цілою, щодо заднього моста, дозволяє змінювати їхнє взаємне розташування у просторі, що дає можливість нахиляти вантажну платформу на косогорі (поперечному ухилі) так, щоб зберегти її горизонтальне положення та цим стійкість проти перекидання [3-7].
Шарнірне з'єднання рами із заднім мостом за допомогою двох тяг з шарнірами на кінцях та одного шарнірного з'єднання дозволяє найбільш просто змінювати їхнє взаєморозташування.
Використання електролебідки як основного елемента механізму, що забезпечує зміну взаєморозташування рами та заднього моста, дозволяє з найменшими витратами механізувати процес нахилу.
Автоматизація управління електролебідкою механізму нахилу трициклу дозволяє підвищити безпеку такомфортність їзди.
Управління електролебідкою за допомогою пульта дозволяє зменшити вартість механізму нахилу.
Закріплення та розташування у вкрай лівому та вкрай правому положеннях кінців троса лебідки та блоків дозволяє підвищити коефіцієнт корисної дії механізму нахилу.
Фіксація вантажної платформи у вертикальному або іншому положенні дозволяє розвантажити трос механізму нахилу.
Дотримання залежності B≥2hL/a, де B, L - колія та база трициклу;a, h - відстань від осі переднього колеса і висота центру мас трициклу, є умовою недопущення поперечного перекидання трициклу до настання занесення [6].
Дотримання залежності L≥2h є умовою недопущення поздовжнього перекидання трициклу при розгоні та гальмуванні [6].
Отже, вираз B=(2h) 2 /aє умовою недопущення поздовжнього та поперечного перекидання до настання замету. Тут же пояснимо, що при русі трицикла може статися занесення (бокове ковзання коліс) або його перекидання, що викликаються під час повороту відцентровою силою інерції. Розглядаючи окремо замет і перекидання трициклу можна побачити:
- занесення, якщо воно не закінчується перекиданням через перешкоди, що зустрілися, або виходом на смугу зустрічного руху і подальшим зіткненням із зустрічним транспортом, не становить небезпеки ні для людей, ні для трициклу і дорожніх споруд;
- перекидання, як правило, призводить до тяжких наслідків як для людей, так і для збереження трициклу, вантажу та дорожніх споруд.
Порівняння наслідків заметів і перекидань показує, що перекидання трициклу призводить до матеріальних втрат, часто до каліцтв і смерті людей, тоді як бічне ковзання можезавершитися благополучно. Звідси випливає, що для забезпечення більш безпечного руху трициклу необхідно, щоб у його конструкцію були закладені параметри, що не допускають його перекидання до бічного ковзання, оскільки перекидання призводить до більш тяжких наслідків, тобто. із двох зол, які можуть статися, вибрати найменше [6].
Слід особливо відзначити, що замет можна усунути, скинувши швидкість трициклу, і якщо бічне ковзання починається раніше перекидання, то це якоюсь мірою служить сигналом для вжиття заходів щодо його усунення та недопущення подальшого перекидання.
Сутність винаходу пояснюється кресленнями: на фіг.1 зображена схема трициклу з кузовом, що нахиляється у вигляді вантажної платформи, вид зверху; на фіг.2 - те саме, вид збоку; на фіг.3 - те саме, вигляд ззаду.
Трицикл містить раму 1 (фіг.1 і 2), пов'язані з нею переднє кероване колесо 2 і кузов у вигляді вантажної платформи 3, які як одне ціле можуть нахилятися поперечно щодо заднього моста 4 з еластичними колесами 5 на кінцях завдяки шарніру 6, що зв'язує раму 1 з заднім мостом 4 і тягами 7, з шарнірами на кінцях, що зв'язують раму 1 з кожухом заднього моста 4. Барабан 8 електролебідки, закріплений на каретці 9 з можливістю разом з нею переміщень вздовж стрижнів 10, які обмежені жорсткістю пружин 10, та їх довжиною до дотику витків, стрижні 10 жорстко прикріплені до вантажної платформи 3, через блоки 12 (фіг.3) пов'язаний кінцями троса 13 з кожухом заднього моста 4, до якого вони прикріплені сережками 14. Таке рухоме з'єднання до платформи 3 є компенсатором неспіввісності шарніра 6 барабана 8.
Трицикл у разі знаходження або руху по косогору (поперечному ухилу)змінює положення вантажної платформи в такий спосіб. Автоматично або впливом на пульт 15 управління електролебідкою встановлюється горизонтальне або похиле до напрямку зростання висоти косогора положення вантажної платформи для запобігання перекиданню шляхом одночасного намотування і розмотування тросів 13 в потрібну сторону.
1. Трицикл із симетричним розташуванням задніх провідних коліс і переднім керованим колесом, в якому кузов у вигляді вантажної платформи і рама разом з керованим колесом, як одне ціле, може нахилятися щодо заднього моста в поперечному напрямку, що містить механізм нахилу, що відрізняється тим, що рама з одного боку шарнірно за допомогою двох тяг пов'язана з кожухом заднього моста, який з іншого боку шарнірно пов'язаний з вантажною платформою, механізм нахилу якої є електролебідкою, пов'язаною з вантажною платформою, кінці троса якої закріплені в лівій і правій частинах кожуха заднього моста.
2. Трицикл по п.1, який відрізняється тим, що барабан механізму нахилу вантажної платформи закріплений на платформі, на ній же закріплені блоки, що обгинаються лівим і правим тросами лебідки, кінці троса закріплені в лівій та правій частинах кожуха заднього моста.
3. Трицикл по п.п.1 і 2, який відрізняється тим, що керування електролебідкою здійснюється автоматично залежно від кута косогору.
4. Трицикл за пп.1 і 2, який відрізняється тим, що управління електролебідкою здійснюватися за допомогою пульта управління, встановленого біля лівої рукоятки керма, і являє собою тумблер з трьома положеннями - поворот вліво, вправо, нейтраль.
5. Трицикл за пп.1 і 2, який відрізняється тим, що лівий і правий кінці троса закріплені у вкрай лівому та вкрай правому частинах кожуха заднього моста, лівий таправий блок розташовані над місцями кріплення кінців троса до кожуха заднього моста.
6. Трицикл за пп.1 і 2, який відрізняється тим, що кінці троса лебідки прикріплені до кожуха заднього моста за допомогою скоб або сережок.
7. Трицикл за пп.1 і 2, який відрізняється тим, що вантажна платформа може фіксуватися у вертикальному положенні замком, пов'язаним із системою управління, а також у різних положеннях механічним пристроєм.
8. Трицикл за п.1, який відрізняється тим, що між його основними геометричними параметрами дотримується умова B≥2hL/a=(2h) 2 /a, де: B, L - колія та база трициклу, L=2h;a- відстань центру мас від осі переднього колеса; h – висота центру мас.