Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10913
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_419209.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=419209&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB419209A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата проведения съезда (США): февраль. 23, 1932.
419,209 Дата подачи заявки (в Соединенном Королевстве): февраль. 4, 1933. № 3498/33, Принято к
рассмотрению: ноябрь. 5, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в области колес для транспортных средств и связанные с ними усовершенствования.
Мы, компания KXLSEY-HAYES WHEEL CORPORArioN, зарегистрированная в соответствии с законами штата
Нью-Йорк, Соединенных Штатов Америки, по адресу: 3600, Military Avenue, Детройт, округ Уэйн, штат Мичиган,
Соединенные Штаты Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые должны быть подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное
изобретение относится к колесам, в частности, артиллерийского типа, предназначенным для использования с
дорожными транспортными средствами.
15. Целью изобретения является создание усовершенствованного артиллерийского колеса, которое может
быть экономично изготовлено.
Изобретение представляет собой цельнометаллический корпус колеса, включающий наружную ступицу с
кольцевой частью и выступающей внутрь монтажной частью, а также расположенные под углом трубчатые
места для спиц.
Изобретение также включает в себя колесо, состоящее из цельной ступицы, изготовленной из листового
металла и имеющей кольцевую часть, выступающую внутрь монтажную часть и трубчатые спицы,
расходящиеся от кольцевой части.
Изобретение также включает в себя колесо, как описано выше, в котором монтажная часть снабжена
внутренним коническим посадочным местом в зоне срединной плоскости спиц.
Теперь обратимся к прилагаемым чертежам, на которых:
На рисунке 1 представлен вид спереди, частично в разрезе, колеса, демонстрирующий один из вариантов
осуществления изобретения:
Рисунок 2 представляет собой поперечное сечение по линии 2-2 рисунка 1; Рисунок 3 представляет собой
поперечное сечение по линии 3-3 рисунка 2; Рисунки 4, 5 и 6 представляют собой виды, аналогичные части
рисунка 2, демонстрирующие другие варианты осуществления изобретения; Рисунок 7 представляет собой
вид, аналогичный рисунку 3, демонстрирующий другой вариант осуществления изобретения; Рисунок 8
представляет собой фронтальный вид, частично срезанный, колеса, демонстрирующий другой вариант
осуществления изобретения; Рисунок 9 представляет собой поперечное сечение по линии [Цена 1/-] P'me 4s &
11-11 рисунка 8; Рисунок 10 представляет собой фрагментарный вид 55-спицевого соединения; Рисунок 11
представляет собой вид, аналогичный рисунку 2, демонстрирующий другой вариант осуществления
изобретения; Рисунок 12 представляет собой вид, аналогичный рисунку 1, 60, демонстрирующий другой
вариант осуществления изобретения; Рисунок 13 представляет собой поперечное сечение по линии 15-15
рисунка 12; Рисунки 14, 15 и 16 представляют собой изображения, аналогичные рисунку 2, демонстрирующие
другие варианты осуществления изобретения.
Колесо, воплощающее данное изобретение, представляет собой разборное колесо из листового металла
артиллерийского типа, и это колесо включает в себя 70 наружную ступицу 1, обод 2 и спицы 3. Наружный
элемент ступицы выполнен из листового металла и имеет периферийную кольцевую часть 4 и выступающую
внутрь монтажную часть 5, 75, которая радиально выступает внутрь от заднего края и образует продолжение
задней стенки кольцевой части 4. Данная монтажная часть представляет собой внутренний кольцевой фланец
и снабжена кольцевым рядом приводных выступов 6. Эти выступы имеют коническую форму и выступают
назад, и предназначены для того, чтобы при установке колеса на внутренний ступичный элемент 85 входить в
конические углубления 7 в неподвижном фланце 8 этого внутреннего ступичного элемента 9.
Для съемного крепления колеса к внутренней ступице предусмотрены соответствующие крепежные
элементы, проходящие через выступы 6, а именно болты 10 и гайки 11.
Следует отметить, что при такой конструкции гайки 11 заключены внутри внешней ступицы. Обод
представляет собой металлический обод 95, несущий шину, с выемкой в центре, имеющий радиально
выступающие наружу части 12 в основании своей выемки, обеспечивающие гнезда для приема наружных
концов спиц 3. Спицы 3 100 также изготовлены из листового металла и имеют трубчатую форму, при этом
толщина стенок этих спиц предпочтительно постепенно уменьшается от внутреннего к внешнему концу.
Внешний элемент ступицы 1 имеет периферийную кольцевую часть 4, выполненную таким образом, чтобы
обеспечивать наличие цельных угловых элементов, формирующих спицы, которые также предназначены для
приема спиц 3. В частности, эта кольцевая часть имеет вытянутые, расположенные под углом, радиально и
наружу выступающие трубчатые участки 13, которые образуют внутренние концевые части спиц колеса и
уменьшенные внешние концы 14 для телескопического зацепления с внутренними концами спиц 3. Концы этих
спиц упираются в кольцевые выступы 15, образованные укороченными концами, а передние поверхности спиц
практически заподлицо сступают с передними поверхностями трубчатых частей 13.
- Концы спиц надежно закреплены на трубчатых частях путем приварки к ним в точке 16. Предпочтительно,
чтобы на внешних концах спиц 3 были поперечные фланцы 17, которые замыкают спицы. Обод 2 надежно
крепится к спицам путем предпочтительного сжатия обода на внешних концах, которые входят в гнезда,
образованные выступающими наружу частями 12.
Как показано на рисунке 3, каждая спица 3 изготовлена из цельной заготовки, края которой скреплены между
собой в точке 18 и зафиксированы сваркой.
Наружный элемент ступицы предпочтительно усилен радиально расположенными ребрами 19 в монтажной
части, и этот наружный элемент ступицы имеет свою периферийную кольцевую часть 4, предпочтительно
снабженную загнутым внутрь кольцевым усиливающим фланцем 20 на переднем крае, на передней
поверхности которого закреплен монтажный элемент 21 колпачка ступицы.
На рисунке 4 показан еще один вариант осуществления моего изобретения, в котором периферийная
кольцевая часть 22 наружной ступицы 23 разборного колеса выполнена из двух интегрированных секций,
причем угловые, выступающие наружу и радиально части этих секций сварены вместе в точке 24 и образуют
внутренние концевые части спиц, а также приемные части для отдельно сформированных спиц. Также в этой
модификации наружные концы трубчатых спиц 25 образованы кольцевым бортиком 26, заканчивающимся
загнутым внутрь поперечным фланцем 27. Основание обода 28 приварено к этому фланцу 27 для крепления
обода к спицам.
Как показано на рисунке 5, внутренние концы трубчатых спиц 29 имеют скошенные края, как и внешние концы
трубчатых частей 30 наружной ступицы, и эти скошенные концы совпадают и предпочтительно свариваются
между собой.
Как показано на рисунке 6, внутренние концевые части трубчатых спиц 31 телескопически входят в
зацепление с трубчатыми частями 32 внешней ступицы, при этом выступы 33, образованные между
соседними спицами, прилегают к внешним концам трубчатых частей и обеспечивают правильное
позиционирование деталей. Предпочтительно, чтобы телескопические части были сварены между собой.
Каждая из трубчатых спиц, вместо того чтобы быть изготовленной из цельной заготовки, может быть
выполнена, как показано, в частности, на рисунке 7, из взаимодействующих или взаимодополняющих
листовых металлических секций 34 и 35, края которых предпочтительно скреплены между собой сваркой. Эти
спицы могут быть закреплены на внешней ступице и ободе таким образом, чтобы соединения между их
секциями находились в передней и задней части 80 спиц, что упростит их обработку.
На рисунках 8 и 9 показана еще одна модификация металлического колеса артиллерийского типа, в которой
наружная ступица 44 и 85 трубчатых спиц 45 выполнены цельными из одной заготовки листового металла.
Наружная часть ступицы имеет кольцевую часть 46 и заднюю внутреннюю радиально расположенную
монтажную часть 47, 90, которые усилены радиально расположенными ребрами 48, которые сливаются с
кольцевой частью между соседними спицами. Внешняя ступица и спицы изготавливаются в соответствующем
устройстве 95, предназначенном для радиального вытягивания металла из кольцевой области наружу с
целью получения спиц. Внешние концы этих спиц надлежащим образом крепятся к ободу 49, например,
сваркой.
Как показано на рисунке 10, спицы 50, соответствующие спицам 45 на рисунках 8 и 9, имеют наружные
закрытые концы 51, которые надлежащим образом крепятся к ободу 105 52, например, сваркой или клепкой.
Благодаря тому, что внешние концы этих спиц закрыты, облегчается вытягивание обода из внешней ступицы.
На рисунке 11 показана модификация рисунка 110 и рисунка 2, в которой стенки трубчатых спиц 53 имеют
практически равномерную толщину по всей длине. Внутренние концы этих спиц прилегают к трубчатым
частям 54 наружного элемента ступицы 115 55, причем эти трубчатые части образуют внутренние концевые
части спиц колеса и предпочтительно имеют стенки большей толщины, чем стенки трубчатых спиц.
Периферийные поверхности 120 наружных концов трубчатого отверстия совпадают с периферийными
поверхностями внутренних концов трубчатых обтекателей, а спицы предпочтительно крепятся к трубчатым
частям сваркой. 25 На рисунках 12 и 13 показана модификация рисунка 11, существенно отличающаяся
способом крепления колеса из листового металла.
В частности, наружная ступица 56 разборного колеса имеет внутреннюю выступающую монтажную часть 57,
которая образует продолжение задней стенки кольцевой части 58 наружной ступицы. Данная монтажная часть
имеет радиально направленную внутрь часть 59, направленную вперед трубчатую часть, соединенную с
частью 59, и радиально направленную внутрь часть 61, соединенную с передним концом части 60. Трубчатая
часть 60 имеет коническое седло 62, которое расположено практически в средней плоскости съемного колеса
и образовано путем расширения части трубчатой части наружу и назад, и это коническое седло может
взаимодействовать с соответствующим коническим седлом на радиально выступающей части 63 внутреннего
ступичного элемента 64. Передняя радиально выступающая часть 61 является упругой и выполнена с
кольцевым рядом выступающих назад конических приводных выступов 65, которые могут входить в
соответствующие по форме углубления 66 во внутренней ступичной части 63, при этом на шпильки,
закрепленные на внутренней ступичной части, навинчиваются соответствующие гайки 67, имеющие
конические наконечники, зацепляющиеся с приводными выступами и предназначенные для изгиба радиально
выступающей части 61 и съемного крепления колеса к внутренней ступичной части.
В модификации, показанной на рисунках 14, 15 и 16, выступающая внутрь монтажная часть разборного колеса
радиально отходит внутрь и образует продолжение передней стенки кольцевой части наружного элемента
ступицы, и эта монтажная часть в точке ее крепления к внутреннему элементу ступицы расположена таким
образом относительно срединной плоскости разборного колеса, что при установке последнего на внутренний
элемент ступицы оно может иметь желаемое положение относительно внутреннего элемента ступицы для
обеспечения желаемого протектора. В частности, как показано на рисунке 14, монтажная часть 68
представляет собой выступающий внутрь кольцевой фланец, являющийся продолжением передней стенки
кольцевой части 69 наружного ступичного элемента 70.
Данная монтажная часть имеет центральную, смещенную назад деталь 71, которая может взаимодействовать
с передней стороной радиально выступающего неподвижного фланца 72 внутреннего ступичного элемента
73. Как показано на рисунке 15, центральная часть монтажной части 74 смещена вперед относительно
внешней части монтажной части, но при желании она может находиться практически в одной плоскости. На
рисунке 16 показана центральная часть 76 монтажной части 77 60 наружного ступичного элемента,
смещенная назад для контакта с радиально выступающим неподвижным фланцем внутреннего ступичного
элемента в практически срединной плоскости съемного колеса и образованная с 65 кольцевым рядом
конических приводных выступов 78, входящих в соответствующие по форме углубления в неподвижном
фланце.
Подробно описав и обозначив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что то,
что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_419210.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=419210&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB419210A
[]
P A E - N T S E C I I.T
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Я, Джеймс Гордон Грей, гражданин Великобритании, проживающий по адресу: "Ла-Манча", Виктория-Серкус,
Доуэнхилл, Глазго, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующую природу: Настоящее
изобретение включает в себя устройство для управления движущимися транспортными средствами, такими
как морские и воздушные суда, для стабилизации транспортных средств, которые сами по себе неустойчивы,
а также для стабилизации поворотных конструкций, установленных на устойчивых транспортных средствах,
таких как морские и воздушные суда.
В варианте изобретения, предназначенном для иллюстрации принципов, гироскоп крепится к прямоугольной
раме или ее эквиваленту с помощью двух шарниров, расположенных в плоскости рамы, обычно вертикально и
перпендикулярно оси вращения маховика.
Гироскоп становится нестабильным, когда маховик находится в плоскости рамы, благодаря наличию
кривошипа и пружины. Нижний шарнир удлинен, и к удлинению прикреплено колесо, плоскость которого
параллельна маховику гироскопа и, следовательно, линии кривошипа. На раме установлен редукторный
двигатель, предназначенный для привода колеса, расположенного под рамой, плоскость которого
параллельна плоскости рамы. Данная конструкция образует двухколесный автомобиль, причем колесо с
гироскопическим управлением находится спереди, а конструкция такова, что, когда рама стоит вертикально и
маховик гироскопа находится в плоскости рамы, колеса находятся в одной плоскости, а центр тяжести
устройства расположен вертикально относительно линии, соединяющей точки соприкосновения с землей.
Как станет ясно, устройство будет полностью устойчиво во время движения автомобиля. Если устройство
колеблется, то по мере вращения гироскопа вокруг оси вертикальных шарниров рамы, называемой первой
осью, рама, как следствие того, что гироскоп управляет устройством, следует за движением гироскопа. В
результате гироскопические колебания быстро исчезают, и устройство движется по прямой линии. Если с
одной стороны разместить груз, автомобиль наклоняется так, чтобы центр тяжести L 419,210 оказался
вертикально над линией контакта колес с землей, и 55 снова движется по прямой линии.
Для обеспечения управления этим устройством я прикрепляю конец пружины, удаленный от кривошипа, к
элементу, например, к концу поворотного стержня, который может приводиться в действие электромагнитным
способом или с помощью дополнительного редукторного двигателя, так что конец пружины может смещаться
вбок в любом направлении относительно центрального положения. Центральное положение под углом 65° —
это положение, при котором пружина параллельна раме, когда колесо с гироскопическим управлением
находится в плоскости ведущего колеса. Если переместить конец пружины на 70 градусов, то правая сторона
устройства, если смотреть сверху и сзади, расположится так, что кривошип будет параллелен пружине, и
«ухо» будет двигаться по круговой траектории против часовой стрелки, если смотреть сверху; это действие
будет совершенно автоматическим. Если конец пружины сместить влево от центрального положения,
автомобиль будет двигаться по круговой траектории по часовой стрелке.
Устойчивость описанного устройства зависит от того, что, поскольку управление автомобилем
осуществляется с помощью гироскопа, любое движение гироскопа по первой оси приводит к перемещению
рамы в этом направлении.
Автомобиль неустойчив в неподвижном состоянии.
Для обеспечения устойчивости в состоянии покоя я прикрепляю к раме корпуса двух небольших двигателей,
приводные валы которых расположены горизонтально и под углом 90 градусов вперед и назад. Шпиндели
приспособлены для вращения в противоположных направлениях, и к каждому из них прикреплена система
плоских лопаток. Когда та или иная система находится в действии, рама испытывает момент 95° в плоскости,
перпендикулярной плоскости рамы, то есть относительно того, что можно назвать второй осью. К кривошипу
прикреплен контактный ролик, который перемещается по системе контактов, состоящей из двух
металлических пластин 100, разделенных зазором из изоляционного материала. Когда кривошип находится в
центральном положении, ролик опирается на изолирующий зазор. Когда он перекатывается через одну из
пластин, один из небольших двигателей 105 включается, и устанавливается... Дата применения: 4 мая 1933 г.
№ 12991/33, Полный комплект слева: 4 мая 1934 г.
Завершено: ноябрь. 5, 1934.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Усовершенствования гироскопического аппарата.
-.f.
1
--v 11 "-j c- P1, мент таков, что система испытывает пару сил вокруг второй оси в направлении, стремящемся
вызвать поворот гироскопа вокруг первой оси в сторону центрального положения.
Следует отметить, что при выполнении системой гироскопических колебаний фазовый сдвиг между
движениями составляет 90 градусов.
Когда кривошип находится в центральном положении, отклонение рамы относительно вертикали
максимально. По мере того, как кривошип перемещается к одному из крайних положений своего диапазона и
обратно в центральное положение, рама перемещается из положения максимального отклонения с одной
стороны в положение максимального отклонения с другой стороны.
При описанном расположении двигателей, работающих описанным образом, прецессия гироскопа по второй
оси ускоряется, что приводит к стабильности.
Для адаптации описанного устройства к использованию в демонстрации принципов, доступных для создания
монорельсового вагона, то есть вагона, приспособленного для движения по одному рельсу, я заменяю колесо,
закрепленное на удлинителе нижнего гироскопического шарнира, колесом, прикрепленным к раме с помощью
поворотного соединения. В остальном, конструкция соответствует уже описанной.
В варианте этого изобретения гироскоп размещен внутри корпуса, который опирается на единственное
колесо, плоскость которого перпендикулярна оси гироскопа, причем конструкция такова, что когда плоскость
колеса вертикальна, ось гироскопа горизонтальна. Во втором корпусе установлен редукторный двигатель,
предназначенный для привода колеса, расположенного под этим корпусом. Коробки соединены между собой с
помощью вертикального шарнира. Удобно, что центр тяжести каждой коробки с переносным механизмом,
когда система находится в вертикальном положении, расположен вертикально над опорным колесом. С
помощью пружины коробки становятся азимутально неустойчивыми описанным способом. Коробка,
содержащая гироскоп, приводится в движение приводным колесом второй коробки. Гироскоп управляет
системой, обеспечивающей устойчивость. Управлять им можно, перемещая конец пружины, прикрепленной ко
второй коробке, вбок, как описано ранее.
Простая модификация изобретения, специально адаптированная для использования в рулевом управлении
транспортного средства, имеет следующую конструкцию.
Гироскоп крепится с помощью нормально горизонтальных шарниров, ось которого перпендикулярна оси
вращения гироскопа, и к прямоугольной раме, причем эта рама крепится с помощью нормально вертикальных
шарниров ко второй прямоугольной раме, которая, в свою очередь, крепится к транспортному средству.
Удобно, что рамки расположены в одной плоскости, которая обычно вертикальна. Гироскоп сбалансирован
таким образом, что при горизонтальном положении его центр тяжести находится вертикально ниже первой
оси. Первая рама центрируется относительно второй рамы с помощью двух центрирующих пружин, как
описано ранее. Таким образом, положение равновесия первой системы координат — это положение, в
котором она лежит в плоскости второй системы координат, а положение равновесия гироскопа 80
относительно первой оси — это положение, в котором его ось горизонтальна.
Изобретение предусматривает способ, с помощью которого дополнительная пара пружин используется для
создания пар 85, которые вызывают наклон гироскопа по первой оси с целью осуществления прецессионного
движения по второй оси и возвращения гироскопа в вертикальное положение после выполнения 90
поворотных движений.
Как уже объяснялось, один конец каждой из пружин прикреплен к точке на первой раме. Концы пружин,
удаленные от точек крепления к первой раме, прикреплены к горизонтальному стержню, который шарнирно
соединен горизонтально со второй рамой. Когда этот стержень поворачивается вручную или
электромагнитным способом, на первую раму 100 действует момент силы относительно второй оси, что
приводит к включению гироскопа. Поворот происходит в направлении, зависящем от направления момента
силы, создаваемого дополнительными пружинами. 105 Для целей управления описанное устройство
устанавливается таким образом, что рамы располагаются поперек транспортного средства. Если управление
транспортным средством осуществляется таким образом, чтобы рамы оставались в одной плоскости,
гироскоп стабилизируется относительно оси 110 относительно первой оси, и транспортное средство движется
по прямой линии.
Для выполнения поворота транспортное средство поворачивает руль в одну сторону. Благодаря действию
пружин, гироскоп наклоняется вокруг своей первой оси. Первый кадр следует за вторым кадром и обгоняет
его, и, если теперь управление транспортным средством осуществляется таким образом, чтобы кадры
оставались в одной плоскости, 120-градусный гироскоп поворачивается вместе с транспортным средством.
Когда необходимо возобновить прямолинейное движение, гироскопу разрешается двигаться впереди
транспортного средства, направляя его по прямой линии или даже поворачивая его на короткий промежуток
времени в направлении, противоположном тому, в котором происходит прецессия гироскопа. Теперь
управление транспортным средством осуществляется таким образом, что вторая рама находится в одной
плоскости с первой.
3
419,210 419,210 Для точной регулировки удобно прикрепить к раме гироскопа, в частности, на выступах
шарниров, соединяющих гироскоп с рамой, два небольших электродвигателя, приводящих в движение
шпиндели, на которых установлены системы лопастей, как уже было описано. Шпиндели параллельны первой
оси и, когда двигатели работают, вращаются в противоположных направлениях; если работает один
двигатель, гироскоп испытывает крутящий момент вокруг первой оси и вращается вокруг второй оси, которая
обычно вертикальна. Имеются небольшие электродвигатели, позволяющие вносить незначительные
изменения в траекторию движения транспортного средства и устранять гироскопические колебания.
Изобретение предусматривает создание средств, с помощью которых гироскоп посредством
соответствующей релейной системы управляет рулевым механизмом, например, рулем направления,
транспортного средства.
Вторая рама установлена на вертикальном валу, который опирается на вертикальный подшипник,
установленный на транспортном средстве, и предусмотрено, что этот вал может вращаться в любом
направлении. Конструкция такова, что при расположении рам в одной плоскости транспортное средство
движется по прямой траектории. Для осуществления вращательного движения вторая рама смещается
относительно первой путем поворота вала на угол. В результате, из-за пружин, гироскоп испытывает момент
силы, который заставляет его вращаться вокруг первой оси, а затем вступает в действие момент силы
тяжести, который заставляет первую систему координат вращаться вокруг второй оси в направлении первой
системы координат. Одновременно с этим вращение гироскопа относительно транспортного средства
привело к вращению руля, и конструкция такова, что транспортное средство поворачивается в направлении, в
котором гироскоп прецессирует по второй оси. Через короткий промежуток времени транспортное средство
начинает двигаться по круговой траектории, при этом рамы находятся в одной плоскости.
Для возобновления прямолинейного движения достаточно вернуть второй кадр в его центральное положение.
Дата: 3 мая 1933 года.
CRIIKSHANK & FAIRWEATHIIER, 29, St. Vincent Place, Глазго, и 65166, CRancery Lane, Лондон, W.C. 2, агенты
заявителя.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования гироскопического аппарата.
Я, Джеймс Гордон Гэй, гражданин Великобритании, проживающий по адресу: Ла-Манча, Виктория-Серкус,
Доуэнхилл, Глазго, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его осуществления,
которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение включает в себя устройства для стабилизации транспортных средств, которые сами
по себе являются неустойчивыми или устойчивыми, а также для стабилизации поворотных конструкций,
установленных на таких транспортных средствах неустойчиво или устойчиво.
В одном из вариантов изобретения гироскоп крепится к прямоугольной раме или ее эквиваленту с помощью
двух шарниров, расположенных в плоскости рамы, обычно вертикально и перпендикулярно оси вращения
маховика гироскопа; кроме того, конструкция такова, что линия шарниров проходит через центр тяжести
гироскопа.
Гироскоп становится нестабильным, когда маховик находится в плоскости рамы, благодаря наличию
кривошипа и пружины. Нижний шарнир удлинен, и к удлинению прикреплено колесо, плоскость которого
параллельна маховику гироскопа S0 и, следовательно, линии кривошипа. На раме установлен редукторный
двигатель, предназначенный для привода колеса, расположенного под рамой, плоскость которого
параллельна плоскости рамы. Данная конструкция образует двухколесный автомобиль, причем колесо с
гироскопическим управлением находится спереди. Конструкция такова, что когда рама стоит вертикально и
маховик гироскопа находится в плоскости рамы, колеса 90 находятся в одной плоскости, а центр тяжести
устройства расположен вертикально над линией, соединяющей точки соприкосновения с землей.
Будет видно, что когда автомобиль находится в движении со скоростью 95 км/ч, устройство полностью
стабильно. Если гироскоп колеблется, то по мере его вращения вокруг оси вертикальной рамы, далее
именуемой первой осью, рама, вследствие того, что гироскоп управляет устройством, следует за движением
гироскопа. В результате гироскопические колебания быстро исчезают, и устройство движется по прямой
линии. Если с одной стороны положить груз, автомобиль наклонится так, что центр тяжести окажется
вертикально над линией соприкосновения колес с землей, и снова начнет двигаться по прямой. 110 Для
обеспечения рулевого управления автомобилем я прикрепляю конец пружины, удаленный от кривошипа, к
элементу, например, к концу поворотного стержня, который может приводиться в действие электромагнитным
способом или с помощью дополнительного редукторного двигателя, так что конец пружины может смещаться
вбок в любом направлении относительно центрального положения.
Центральное положение — это такое положение, при котором пружина параллельна раме, когда колесо с
гироскопическим управлением находится в плоскости ведущего колеса. Если сместить конец пружины вправо
относительно устройства, если смотреть сверху и сзади, гироскоп расположится так, что кривошип будет
параллелен пружине, и машинка будет двигаться по круговой траектории против часовой стрелки, если
смотреть сверху, причем это действие будет совершенно автоматическим. Если конец пружины сместить вбок
влево от центрального положения, автомобиль будет двигаться по круговой траектории по часовой стрелке.
Устойчивость описанного устройства зависит от того, что, поскольку гироскоп управляет автомобилем, любое
движение гироскопа по первой оси приводит к перемещению рамы в этом направлении.
Автомобиль неустойчив в неподвижном состоянии.
Для обеспечения устойчивости в состоянии покоя я прикрепляю к раме корпуса двух небольших двигателей с
их шпинделями — горизонтальным и B5, расположенными спереди и сзади. Шпиндели приспособлены для
вращения в противоположных направлениях, и к каждому из них прикреплена система плоских лопаток. Когда
та или иная система находится в действии, рама испытывает момент силы в плоскости, перпендикулярной
плоскости рамы, то есть вокруг того, что можно назвать второй осью. К кривошипу прикреплен контактный
ролик, который перемещается по системе контактов, состоящей из двух металлических пластин, разделенных
зазором из изоляционного материала. Когда кривошип находится в центральном положении, ролик опирается
на изоляционный зазор. Когда гироскоп перекатывается по одной из пластин, включается один из небольших
двигателей, и конструкция такова, что система испытывает крутящий момент вокруг второй оси в
направлении, стремящемся заставить гироскоп повернуться вокруг первой оси к центральному положению.
Следует отметить, что при выполнении системой гироскопических колебаний фазовый сдвиг между
движениями составляет 900 градусов. Когда кривошип находится в центральном положении, отклонение
рамы относительно вертикали достигает максимума. По мере того, как кривошип перемещается к одному из
крайних положений своего диапазона и обратно в центральное положение, рама перемещается из положения
максимального отклонения с одной стороны в положение максимального отклонения с другой стороны.
При описанной конфигурации двигателей, работающих описанным образом, прецессия гироскопа по
70-секундной оси ускоряется, что приводит к стабильности.
В варианте этого изобретения гироскоп установлен внутри корпуса, который опирается на единственное
колесо 75, плоскость которого перпендикулярна оси гироскопа, причем конструкция такова, что когда
плоскость колеса вертикальна, ось гироскопа горизонтальна. Во втором корпусе 80 установлен редукторный
двигатель, предназначенный для привода колеса, расположенного под этим корпусом. Коробки соединены
между собой с помощью вертикального шарнира. Удобно, что центр тяжести каждого ящика с его
85-позиционным механизмом, когда система находится в вертикальном положении, расположен вертикально
над опорным колесом. С помощью пружины коробки становятся азимутально неустойчивыми описанным
способом. Коробка, содержащая гироскоп O, приводится в движение приводным колесом второй коробки.
Гироскоп управляет системой, обеспечивающей устойчивость. Управлять им можно, перемещая конец
пружины, прикрепленной к коробке на 95 секунд, вбок, как описано ранее.
На прилагаемых чертежах показаны несколько вариантов конструкции гироскопического аппарата согласно
изобретению. 100 На фиг. 1 показан гироскоп 1, прикрепленный с помощью двух обычно вертикально
расположенных шарниров 2 к прямоугольной раме 3. Он обездвижен относительно рамы 3 путем
прикрепления к верхнему шарниру 105 2 кривошипа 4, к которому присоединен один конец пружины
натяжения 5, другой конец которой закреплен на стойке 6 на раме 3. Конструкция такова, что когда ось
вращения гироскопа 1 ii0 расположена поперек рамы 3, кривошип 4 и пружина 5 направлены в одном
направлении, и гироскоп не испытывает крутящего момента относительно оси шарниров 2, далее именуемой
первой осью. Нижний шарнир 2 (115) расположен ниже рамы 3 и несет дорожное колесо 7. На раме 3
установлен редукторный двигатель (не показан), предназначенный для привода дорожного колеса 8,
установленного на нижней стороне рамы, при этом плоскость 120 колеса 8 параллельна плоскости рамы.
Данная конструкция образует двухколесный узел, в котором колесо 7 с гироскопическим управлением удобно
расположено спереди. Конструкция такова, что когда рама 3 находится в вертикальном положении, а маховик
гироскопа расположен в плоскости рамы, колеса 7 и 8 находятся в одной плоскости, а центр тяжести
автомобиля расположен вертикально над линией, соединяющей гироскоп 13G и первый, или рулевой,
гироскоп. Когда автомобиль отклоняется от прямой траектории, в результате того, что второй гироскоп
вращается вместе с рамой, возникает стабилизирующая пара, которая возвращает первый гироскоп в
центральное положение.
На рисунках 5-7 показаны дополнительные методы управления автомобилем. 75 На фиг. 5 Т-образный рычаг,
включающий плечи 16, 17, шарнирно закреплен в точке 18 в верхней части рамы 3. Пружина 5 соединена со
свободным концом стержня 16.
Также на верхней части рамы 3 установлен небольшой реверсивный электродвигатель 19, приводящий в
движение червячную передачу 20, зацепляющуюся с червячным колесом 21, снабженным кривошипным
штифтом, функционально соединенным посредством шатуна 22 со штифтом на стержне 17 Т-образного
рычага 16, 17. Как станет понятно, путем включения двигателя 19 Т-образный рычаг может быть перемещен
под нужным углом для изменения положения крепления пружины 5. 90 Как показано на рис. 6, пружина 5
закреплена на невращающейся гайке 23, которая входит в зацепление с винтом 24, вращаемым реверсивным
электродвигателем 25, благодаря чему гайка 23 может смещаться влево или вправо. 95 Как показано на рис.
7, рычаг 26, шарнирно закрепленный в точке 261 относительно рамы 3, центрирован относительно рамы
пружинами 27, 28.
К ножу 26 прикреплен якорь 29, концы которого расположены таким образом, чтобы погружаться в два
соленоида 30, 31. Пружина 5 прикреплена к концу рычага 26, удаленному от пружин 27, 28. Как станет
понятно, конструкция такова, что обычно автомобиль движется по прямой траектории со скоростью 105 км/ч.
Если соленоид 30 находится под напряжением, крепление пружины 5 смещается вправо, и автомобиль
движется против часовой стрелки, если смотреть сверху. При подаче напряжения на соленоид 31 ii0
крепление пружины смещается влево, и автомобиль движется по часовой стрелке, если смотреть сверху.
Когда оба соленоида обесточены, автомобиль движется по прямой траектории.
На фиг. 8 показан вариант осуществления изобретения, предназначенный для стабилизации и управления
мотоциклом или простым автомобилем. 32 обозначает гироскоп, установленный на вилке 33, которая
охватывает переднее колесо 34 автомобиля. Маховик гироскопа 32 удобно приводится в движение от
переднего колеса 34 посредством зубчатой передачи (не показана), включающей в себя устройство
свободного хода, расположенное таким образом, что, когда автомобиль останавливается, маховик гироскопа
продолжает вращаться за счет своего импульса. Вилка 33 крепится к валу 35, который является точкой
контакта колес 7, 8 с землей, причем эта линия далее именуется второй осью. Когда автомобиль движется
прямо, как показано стрелкой 9, он полностью устойчив.
Если гироскоп колеблется, то по мере его вращения вокруг первой оси, рама, как следствие того, что гироскоп
управляет автомобилем, следует за движением гироскопа вокруг первой оси. В результате гироскопические
колебания быстро сглаживаются, и автомобиль движется по прямой линии. Если на одну сторону автомобиля
положить груз, он поднимется так, что центр тяжести автомобиля окажется вертикально над второй осью,
после чего автомобиль начнет двигаться по прямой линии. Данный метод стабилизации движущегося
транспортного средства, впервые использованный заявителем, не является новым, однако новизна
настоящего изобретения заключается в способах, используемых для управления движением транспортного
средства с помощью гиросконуса по криволинейным траекториям.
Для обеспечения управления этим конкретным автомобилем, предназначенным для демонстрационных
целей, конец пружины 5, удаленный от кривошипа 4, может быть прикреплен к одной из трех точек 10, 11, 12
на поперечной балке 13, установленной на стойке 6, как показано на чертеже на фиг. 2, 3 и 4.
Когда пружина 5 прикреплена к точке 10, как показано на рис. 2, автомобиль движется по прямой линии. Когда
пружина 5 крепится к точке 12, как показано на рис. 3, гироскоп устанавливается таким образом, что кривошип
4 оказывается практически на одной линии с пружиной 5, что сопровождается наклоном рамы относительно
колес 7, 8. Теперь автомобиль движется по круговой траектории в направлении, указанном изогнутой
стрелкой 14.
Когда пружина 5 прикреплена к точке 11, как показано на рис. 4, гироскоп устанавливается таким образом, что
кривошип 4 снова оказывается на одной линии с пружиной, но в противоположном направлении по отношению
к рис. 3, в результате чего автомобиль наклоняется в противоположном направлении и непрерывно движется
по круговой траектории в направлении, указанном изогнутой стрелкой 15. Работа данного устройства не
зависит от направления вращения гироскопа. При направлении вращения, указанном на рис. 1, когда
автомобиль движется по прямой траектории, любое отклонение от этой траектории приводит к возникновению
центробежной пары сил, направление которой таково, что гироскоп возвращается в центральное положение
на первой оси. Таким образом, центробежные моменты, возникающие в результате отклонения автомобиля от
прямолинейного курса, действуют как стабилизирующие моменты.
В качестве целесообразности можно жестко прикрепить к раме 3 второй гироскоп, ось вращения которого
расположена перпендикулярно раме, при этом направление вращения второго гироскопа 419,210 свободно
вращается в подшипнике 36. Кривошип 37, прикрепленный к восходящему продолжению вала 35, несет
кривошипный палец 38, к которому прикреплен один конец сильной пружины 39, а другой конец пружины
закреплен на одном конце рычага 40, установленного на шпинделе 41, закрепленном в подшипнике 42.
Рулевое колесо 43, или руль, закреплено на шпинделе 44, на котором установлена шестерня 45,
зацепляющаяся с шестерней 46, закрепленной на шпинделе 41. Как видно, при вращении маховика 43
анкерный рычаг 40 пружины 39 будет смещаться влево или вправо относительно рамы 47 вагона, при этом
следует понимать, что, когда рычаг 40 находится в центральном положении, вагон движется по прямой линии.
На вилке 331 заднего колеса 48 автомобиля установлен второй гироскоп 49, маховик которого удобно
приводится в движение от заднего колеса 48 автомобиля посредством зубчатой передачи, включающей
устройство свободного хода.
Соседние файлы в папке патенты