Динамика движителя, оснащенного шагающим колесом

 

Для определения истинного движения рамы движителя вначале определим угловую скорость шагающего колеса. Поэтому силовые факторы приведем к ступице шагающего колеса (рисунок 7). Обозначим общую массу рамы вместе с массовой экипажной части через m. Вес рамы экипажной части, приходящейся на одно колесо, обозначим через G, момент инерции колеса обозначим J_к. Угол поворота спицы колеса через . Тогда уравнение движения имеет вид:

 

.          (21)

Движение рассматривается на участке одного шага, т.к. дальнейшее движение колеса повторяется, т.к.  до .

Движущий момент:

 

,                            (22)

 

а момент сопротивления:

 

,                       (23)

. (24)

 

Для преодоления общего момента сопротивления к ступице прикладывается момент, движущий М_дв, т.е.:

  кгс^.м,               (25)

 

где P – усилие, прикладываемое к рычагу;

L – длина рычага управления.

Таким образом, для обеспечения легкого управления движением коляски, необходимо по возможности уменьшать усилия Р, прикладываемые инвалидом для движения коляски.

Момент сопротивления М _с имеет вначале  со знаком минус, а =0 до =30 знак плюс. Поэтому угловая скорость  не будет непостоянной.

Решением дифференциального уравнения является функция:

 

.    (26)

 

Величина , которая создает неравномерности вращения шагающего колеса, равна:

 

, (27)

 

Рисунок 7 – Динамика движителя

 

Движитель коляски также может быть оснащен шагающим колесом модификации В. Движитель состоит (рисунок 8) из общей рамы 1, шагающего колеса, состоящего из шестиспицевого бедра 2 с коленом 3. Последние упруго связаны с бедром в своей средней части с помощью пружины 4, а также опорно-шагающего устройства, содержащего крестовины 5, на конце которой установлены опорные коляски 6.

Рисунок 8 – Движитель модификации В

 

Движитель работает следующим образом: шагающее колесо с упруго связанным бедром 2 с коленом 3 приводится во вращение с помощью приводного рычага (при ручном приводе) или от механического привода, движение через ступицы шагающего колеса передается к общей раме 1 и оттуда передается к ступице крестовины 5 опорного устройства, которое в прицепном режиме передвигается с помощью опорных колес 6.

Движитель выполнен из простейших деталей, относится к категории простейших конструкций. Для изготовления такой конструкции движителя не требуется многостаночного оборудования и дорогостоящих материалов.

Поворот движителя осуществляется аналогично движителю, оснащенному шагающим колесом ШKA. Конструкция движителя позволяет изменять габаритные размеры для того, чтобы вписаться в стандартную площадь лестничного перехода.

В отличие от движителя, оснащенного шагающим колесом (ШКА) первой модификации А, данная конструкция обладает амортизирующим свойством, поэтому комфортность езды на нем выше.

Конструкция шагающего колеса ШKB может быть использована при конструировании транспортных средств, предназначенных для передвижения в условиях бездорожья. В частности, шагающее колесо ШКВ может быть установлено в движителях, предназначенных для перевозки туристов в горные массивы.

Также подобное колесо может широко использоваться в конструкциях сельскохозяйственных тягачей и прицепных сельскохозяйственных орудиях.

Подобное шагающее колесо с успехом может быть установлено на любой автомобиль, работающий в условиях бездорожья.