Реферат: Исследование работы колесно-шагающего движителя и двигателя для передвижения по лестничным маршам

2. Сложность конструкции. Сложность конструкции обуславливается многозвенностью и наличием в ней сложно изготавливаемых и прецизионных деталей гидравлических и пневматических устройств. Как правило, сложная конструкция работает не надежно и стоит дорого, а также имеет лишний вес. Поэтому сложность конструкции отрицательно сказывается на качестве.

Установлены 4 степени сложности конструкции:

- к 1 степени сложности относятся простые конструкций, не требующие точной обработки деталей, состоящие из небольшого количества деталей;

- ко 2 степени сложности относятся конструкции движителей, состоящие из многозвенных механизмов, хотя в составе не содержат прецизионные, сложно изготавливаемые узлы и детали;

- к 3 степени сложности относятся конструкции, состоящие из узлов и деталей, изготовление которых требует много станков и оснастки, а также имеющие большой вес;

- к 4 степени сложности относятся конструкции движителей, укомплектованные из различных сложных узлов и прецизионных пар, изготовление которых требует специально оснащенные рабочие места.

3. Маневренность конструкции . Маневренность движителя определяется кинематической возможностью поворачиваться на месте или с минимальным радиусом поворота, а также реверсивным ходом вперед и назад. Установлены 4 вида маневренности: 1 вид – поворот относительно вертикальной оси симметрии движителя, 2 вид – поворот относительно вертикальной оси ведущих колес, 3 вид – поворот с радиусом 0,5 м, 4 вид – отсутствие возможности поворота.

4. Проходимость движителя. Проходимость движителя определяется его способностью преодолевать рельефные и фрикционные препятствия с определенными параметрами. Предусмотрены 4 степени проходимости.

По 1 степени проходимости движитель должен преодолевать неровности поверхности дороги высотой более 2/3 радиуса колеса и любого вида фрикционной сопротивляемости дороги.

По 2 степени проходимости движитель должен преодолевать неровности дороги высотой до 0,5 радиуса колеса и по податливому основанию при погружении колеса до 0,25 радиуса.

По 3 степени проходимости движитель должен преодолевать рельефную поверхность высотой до 0,25 радиуса колеса.

По 4 степени проходимости движитель не рассчитан на преодоление рельефных неровностей и фрикционной сопротивляемости дороги.

5. Универсальность хода . Универсальным ходом обладают движители, способные передвигаться одинаково, без скольжения как в ведущем режиме, так и в прицепном режиме. Предусмотрены два вида движителя: 1 вид – движители с универсальным ходом и 2 вид – движители, передвигающиеся только в ведущем режиме.

6. Устойчивость движения . Устойчивость движителя определяется по расположению центра масс движителя относительно опорной площадки, образующейся между контактными точками опор. Для каждой конструкции движителя существует определенный угол подъема и опускания, когда направление вектора силы веса выходит из области опорной площадки, т.е. наступает предельная устойчивость. Поэтому установлены 4 шкалы устойчивости, которые не доходят до предела устойчивости:

- 1 шкала устойчивости – 45°;

- 2 шкала устойчивости – 40°;

- 3 шкала устойчивости – 30°;

- 4 шкала устойчивости – 20°.

Шкала устойчивости как угол определяется из треугольника, основанием которого является прямая, соединяющая точки передней и задней опоры движителя. Вершина этого треугольника совпадает с центром масс движителя. Угол шкалы устойчивости отсчитывается от вертикальной прямой, проходящей через точку центра масс до одной из сторон треугольника. Этот угол показывает предельную устойчивость движителя. Чем выше расположен центр масс относительно опорной плоскости, тем меньше угол устойчивости, тем хуже конструкция.

7. Автономность движителя. Автономность движителя определяется тем, что движитель имеет свой привод и свой источник питания. Для передвижения и маневрирования не нуждается в посторонней помощи. Ходовая часть универсальная, т.е. передвигается одинаково по ровной поверхности и по рельефной, и по податливой поверхности опоры.

Установлено два вида: 1 вид – автономный и 2 вид – неавтономный.

Определение качества конструкции движителя по степени соответствия к установленным требованиям

Сегодняшний потребительский спрос проходимости транспортных средств соответствует выполнению указанных семи требований, каждый из которых имеет четыре шкалы соответствия. Это есть стандарт проходимости транспортных средств. Дальнейший рост потребительского спроса может быть другой, т.е. более ужесточенным. Соответственно с этим и может изменяться стандарт по качеству проходимости транспортных средств.

В данной работе для сравнения качества конструкции своей разработки автор сравнивает ее со всеми известными на сегодня конструкциями движителей, предназначенных для передвижения по лестничным маршам гражданских зданий.

Экраном сравнения является квадратно-координатная сетка, разработанная профессором А. Муратовым.

Из сравнения конструктивных решений, известных до 2007 года движителей, предназначенных для передвижения по лестничным маршам, как в странах постсоветского пространства, так и в дальнем зарубежье, на квадратно-координатной сетке (рисунок 1) видно, что все известные решения основываются на использовании крайне сложных конструктивных элементов, таких как прецизионные механизмы, планетарные зубчатые механизмы, требующие высокой точности изготовления. Как правило, рекомендуются многозвенные механизмы с низким коэффициентом полезного действия. Все это увеличивает мощность двигателя привода движителя. Тогда как источником энергии на таких движителях могут быть только аккумуляторные батарейки.

Рисунок 1 – Квадратно-координатная сетка

Устройство и принцип работы нового предлагаемого движителя для передвижения по лестничным маршам

Предлагаемый движитель, оснащенный шагающим колесом, является самым простым по конструкции движителем, предназначенным для передвижения по лестницам (рисунок 2). Шагающим колесом названо колесо без обода, опирающееся к опоре своими спицами. Опорное устройство с крестовиной, сочлененной несколькими колесами, является известным устройством, также предназначенным для передвижения по лестницам.

Движитель состоит из рамы 1, имеющей кулачковые направляющие 2, и сквозной направляющей 4, выполненный вдоль вертикальной оси симметрии кулачкового направляющего, шагающего колеса, жестко выполненного своей ступицей 5 и снабженного роликовыми опорами 3 в каждой спице. Для обеспечения устойчивости движителя раме на 1 установлено опорное устройство, состоящее из крестовины 6, сочлененной с четырьмя опорными колесами 7. Движитель работает следующим образом: вращение от рычага управления (при ручном приводе) или от привода (при электрическом приводе) передается к шагающему колесу со ступицей 5 и от ступицы 5 передается к раме 1 через направляющий паз 4 рамы.