Diaľkovo riadené vozidlo s hybridným pohonom

Vozidlo je použiteľné pri riešení krízových situácií, t. j. všade tam, kde je potrebné vykonávať činnosť,ktorá je nebezpečná pre osoby nachádzajúce sa v priestoroch poškodených budov, v zamorenom alebo inak nebezpečnom či nedostupnom prostredí, napr. pri haseni budov, tunelov, veľkoplošných garáži, odmorovaní toxického prostredia, vo vojenskej oblasti atď. Vozidlo umoüiuje multifunkčné využitie od prieskumu prostredia svojej misie, prepravy potrebného materiálu do ohrozených miest, odvozu ranených osôb do bezpečia,hliadkovanie a stráženie dôležitých objektov v životu nebezpečných zónach (elektrárne, chemická výroba a likvidácia nebezpečných a zdraviu škodlivých látok, sklady s nebezpečným materiálom), až po hasenie požiaru, resp. ničenie teroristických opevnení a úkrytov.Na riešenie krízových situácií v SR a okolitých štátoch nie je k dispozícii diaľkovo ovládané, ľahko obrnené, robotické vozidlo schopné aktívne a účinne zasiahnuť v mieste kritického ohrozenia. Doteraz používané zariadenia, terénne, resp. špeciálne automobily používajú klasický pohon kolies a vyžadujú obsluhu človekom, čo výrazne obmedzuje možnosť ich plného zásahu v centre krízového javu. Majú spravidla nevhodný tvar karosérie z ľahko deformovateľných materiálov, zastarané mechanické hnacie mechanizmy a platformy,ktoré majú nedostatočné trakčné vlastnosti, manévrovacie schopnosti v teréne a dosahujú podstatne menšie výkonové parametre a horšie ekologické vlastnosti V extrémne náročných priestoroch misií. Navrhované riešenie, ľahko obmené diaľkovo riadené vozidlo s hybridným pohonom má výhodu v tom, že na pohon využíva šesť najmodemejších elektrických motorgenerátorov s planétovým prevodom v nábojoch kolies, napájané z akumulátorov s veľkou kapacitou. Na rýchly rozjazd vozidla využíva veľkú kapacitu superkondenzátorov. Ako altematívny zdroj energie je použitá spaľovacia mikroturbína, ktorá zabezpečuje dostatočný výkon na pretáčaníe generátora na výrobu elektrickej energie a tým i na požadovaný jazdný dosah ľahko obmeného vozidla. Dojazd je obmedzený veľkosťou palivovej nádrže a kapacitou plne nabitých akumulátorov a superkondenzátorov.Uvedené nedostatky a zastarané konštrukčné riešenia v súčasnosti používaných prostriedkov odstraňuje zariadenie ľahko obmeného, diaľkovo riadeného, robotického vozidla s hybridným pohonom pozostávajúceho z dolných kamier upevnených na vonkajšej konštrukcii karosérie. Ku karosérii sú nezávisle od seba upevnené výkyvné ramená zavesenia kolies, v diskoch ktorých sú umiestnené elektrické motorgenerátory, spojené s planetovými prevodovkami, s časťou kotúčových bŕzd a s torznými tyčami mechanizmu pruženia vozidla. Vo vnútomej časti obmenej konštrukcie karosérie sú upevnené akumulátory, superkondenzátory, menič, invertory, spaľovacia mikroturbína, palivová nádrž, generátor, ventilátory, čerpadlá, chladiče, hlavná riadiaca jednotka, brzdová riadiacajednotka, vežové užívateľské výsuvné zariadenie, ktoré je pevne spojené s obmenou vonkajšou konštrukciou, a na homej časti, veže, sú upevnené, homé kamery deň-noc, otočné o 360 ° a navigačné zariadenie. Hlavná riadiaca jednotka je vodičmi spojená s meničom, s invertormi, generátorom, s riadiacou jednotkou systému brzdenia, s navigačným zariadením, s homými kamerami, dolnými kamerami, s akumulátorrni, so superkondenzátormi, so spaľovacou mikroturbínou, s palivovou nádržou, ventilátormi, s čerpadlarni, s vežovým výsuvným zariadením a bezdrôtovo je prepojená s vonkajšou riadiacou jednotkou. Z hľadiska mechatroníckých systémov vozidlo disponuje elektronickým systémom riadenia a regulácie všetkých funkčných sústav, ktorý je cez CAN zbemicu prepojený so senzorickým a aktuátorovým systémom,systémom vizualizácie a systémom komunikácie. Okrem vlastných mechatroníckých systémov môže prepravovať a ovládať extemé elektronické prieskumné systémy, napr. kvadrikoptéru s kamerou na prieskum zo vzduchu a pod.Prehľad obrázkov na výkresochNa priložených výkresoch (obr. č. l, obr. č. 2, obr. č. 3, obr. č. 4, obr. č. S, obr. č. 6, obr. č. 7, obr. č. S) je schematicky znázomená konštrukcia ľahko obmeného diaľkovo riadeného, robotického vozidla s hybridným pohonom. Na obr. č. l je znázomená bloková schéma zapojenia komponentov bez obslužného vozidla, obr. č. 2 predstavuje bočný pohľad vozidla s označením rezu A-A, obr. č. 3 predstavuje pôdorys vozidla s označením rezu B-B, obr. č. 4 predstavuje rez A-A s rozmiestnením a očíslovaním komponentov hybridného pohonu a príslušenstva, obr. č. 5 predstavuje rez B-B s rozmiestnením a očíslovaním komponentov hybridnéhopohonu a príslušenstva, obr. č. 6 predstavuje logisticko-záchranársku verziu vozidla, obr. č. 7 predstavuje prieskumnú - hliadkovaciu verziu vozidla a obr. č. 8 predstavuje hasičskú verziu vozidla.Nedostatky zastaraných technických riešení špeciálnych vozidiel odstraňuje zariadenie obmeného diaľkovo riadeného vozidla s hybridným pohonom, ktoré sa skladá z dolných kamier L, na diaľkové riadenie smeru jazdy vozidla upevnených na obmenej vonkajšej konštrukcii g karosérie, ku ktorej sú otočne upevnené Výkyvné ramená ž, v ktorých sú umiestnené elektrické motorgenerátory i, spojené s planétovými prevodovkami i, kotúčovými brzdamí Q, nábojmi 7 kolies, na ktorých sú upevnené disky § kolies, s pneumatikami g s tým, že vo vnútornej konštrukcii Q karosérie sú upevnené akumulátory Q, superkondenzátory Q, menič Q,invertory Q, spaľovacia mikroturbína Q, palivová nádrž Q, generátor l 7, ventilátory Q, čerpadlá Q, chladiče Q, hlavná riadiaca jednotka 21, riadiaca jednotka systému brzdenia gg, Vežové užívateľské výsuvné zariadenie Q, ktoré je pevne spojené s vonkajším ľahko obmenou vonkajšou konštrukciou g karosérie, s tým,že na homej šikmej časti Q vpredu vonkajšej karosérie sú upevnené dve homé kamery gg, navigačné zariadenie Ľ, s tým, že hlavná riadiacajednotka gl je vodičmi Q spojená s meničom Q, invertormi Q, generátorom Q, s riadiacou jednotkou 22 systému brzdenia s navigačným zariadením g 7, s hornými otočnými karnerami Q, dolnými kamerami l, s akumulátonni 11, so superkondenzátormi Q, so spaľovacou mikroturbinou Q, s palivovou nádržou Q, s ventilátorrni l 8, s čerpadlami Q, s vežovým užívateľským výsuvným zariadením 23, s tým, že hlavná riadiaca jednotka gl je bezdrôtovo prepojená s vonkajšou riadiacou jednotkou 29 na diaľkové riadenie smeru jazdy vozidla.Ľahké obmené diaľkovo riadené vozidlo s hybridným pohonom podľa obr. č. l - 7 pracuje tak, že dolné kamery l, upevnené na vonkajšej konštrukcii g karosérie, homé kamery Q upevnené na prednej homej šikmej časti veže Q, s navigačným zariadením a, poskytujú informáciu do hlavnej riadiacej jednotky a, bezdrôtovo prepojenou s vonkajšou riadiacou jednotkou Q pre operátora, ktorý sa nachádza v bezpečnej vzdialenosti mimo zóny nebezpečenstva od diaľkovo riadeného vozidla. Na ľahko obmenej vonkajšej konštrukcii g karosérie na oboch stranách vozidla sú po troch kusoch otočne upevnené Výkyvné ramená ž, v ktorých sú umiestnené elektrické motorgenerátory i, spojené s planétovými prevodovkamí á, kotúčovými brzdamí Q,nábojmi 1 kolies, na ktorých sú upevnené disky § kolies, s pneumatikami 2. Vo vnútomej konštrukcii Q karosérie sú upevnené akumulátory Q, superkondenzátory Q, spojené s meničom Q s invertorrni Q. Spaľovacia mikroturbína Qje spojená s palivovou nádržou Q na pohon, a je hriadeľom spojená s elektrickým generátorom l 7, ktorý vyrába elektrickú energiu pre menič Q spojený s akumulátorrni Q, superkondenzátonni Q. Spaľovacia mikroturbína Q pracuje na tekuté fosílné palivo a zabezpečuje výrobu elektrickej energie generátorom Q, pričom cez menič Q sú dobíjané akumulátory Q, spolu so superkondenzátormí Q do plnej kapacity.Ventilátory l 8, čerpadlá Q a chladiče Q udržujú optimálnu teplotu a správny chod elektromotorov i a invertorov Q. Hlavná riadiaca jednotka Q kontroluje správny chod všetkých riadiacich systémov a prvkov. Riadiaca jednotka gg systému brzdenia určuje pribrzďovanie vozidla až jeho zastavenie v kritických pripadoch a to riadiacimi signálmi pre elektro-hydraulickú riadiacujednotku Q brzdovej sústavy, v prípade potreby rekuperácie pre invertory Q prepojenými vodičmi Q s elektrickými motorgenerátormi A. Vežové užívateľské výsuvné zariadenie Q je pevne spojené s ľahko obmenou vonkajšou konštrukciou g karosérie a v hornej časti veže Q sú upevnené homé otočné kamery g 6, navigačné zariadenie Ľ, spojené s hlavnou riadiacou jednotkou Ä, ktorá je bezdrôtovo prepojené. s vonkajšou riadiacou jednotkou 22, ktorú obsluhuje operátor vozidla. Smer obmeného vozidla je ovládaný prostredníctvom hlavnej riadiacej jednotky Ä, ktorá V súčinnosti s riadiacou jednotkou gg brzdovej sústavy vodičmi gs vysiela riadiace signály do invertorov Q, ktoré určujú veľkost otáčok a zmysel otáčania elektrických motorgenerátorov i. Operatívne riadenie smeru jazdy vozidla je riadené riadiacou jednotkou Q systému brzdenia a realizované pribrzďovaním kolies kotúčovými brzdamí Q na vnútomom polomere do zákruty.Riadiacou jednotkou 22 systému brzdenia je riadená veľkosť otáčok všetkých šiestich kolies. Ak sú otáčky všetkých kolies rovnaké, vozidlo ide priamo. V prípade, ak tri kolesá najednej strane majú iné otáčky ako tri kolesá na opačnej strane, obmené vozidlo zatáča do strany. Zmena smeru otáčania motorgenerátorov g spôsobí spätný chod vozidla dozadu.Elektrické motorgenerátory g, spojené s planétovými prevodovkamí j, kotúčovými brzdamí Q, nábojmi Z kolies, na ktorých sú upevnené disky § kolies, s pneumatikami 2 na jednej strane vyvodzujú brzdné sily vozidla, pričom na druhej strane vyvodzuje trakčný otáčavý moment a vozidlo vybočuje z priameho smeru. Podobne, zmena otáčania motorgenerátorov i na protichodný pohyb spôsobuje opačný chod, napr. spätný chod vozidla.Ľahko obmené, diaľkovo riadené vozidlo s hybridným pohonom bude využívané na riešenie krízových situácií hlavne v ťažko dostupných oblastiach, zamorených miestach, kde hrozí nebezpečenstvo úrazu, otravy osôb, ohrozenie života a pod. Altematívny pohon kolies umožňuje tichý a ekologický pohon a neobmedzuje vzdialenosť pohybu. Veľká výhoda zariadenia je v jeho diaľkovom ovládaní osobou z miesta, kde jej nehrozí nebezpečenstvo. Diaľkovo ovládané, robotické vozidlo je schopné efektívne zasahovať pri likvidácii krízových situácií. Patrí k strednej kategórii bez obslužných vozidiel s celkovou hmotnosťou do 6 000 kg, dĺžkou do 5 m, šírkou do 2,5 m, výškou karosérie do 1,7 m. Výška s otočnou prieskumnou kamerou je do 2,5 m. Zariadenie je možné využívať pri haseni požiarov predovšetkým v uzatvorených priestoroch tunelov a veľkoplošných garáží, pri preprave materiálov do nebezpečných oblastí, na odvoz ranených do bezpečia, sledovanie a stráženie dôležitých objektov a priestorov, prieskum priestorov budúcich misií, vo vojenskej oblasti pri likvidácii teroristov, pri búraní barikád a opevnených budov, pri likvidácii výbušných systémov a podobne.Diaľkovo riadené robotické vozidlo s hybridným pohonom zložené z vnútomej konštrukcie karosérie,obmenej vonkajšej konštrukcie - karosérie, výkyvných ramien, nezávislého zavesenia kolies, elektromotorov,prevodoviek, bŕzd, nábojov diskov, kolies, akumulátorov, superkondenzátorov, meniča, invertorov generátora, spaľovacej turbíny, palivovej nádrže, čerpadiel, chladičov, ventilátorov, riadiacej a ovládacej elektroniky,v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že dolné kamery (l) na diaľkové riadenie smeru jazdy sú upevnené na obmenej vonkajšej konštmkcii (2) karosérie, na ktorej sú otočne upevnené výkyvne ramená (3), s nábojmi(7) kolies, na ktorých sú upevnené disky (8) kolies, s pneumatikami (9), v diskoch (8) kolies sú umiestnené elektrické motorgenerátory (4), spojené s planétovými prevodovkami (5) a kotúčovými brzdami (6) s tým, že vo vnútomej konštrukcii (10) karosérie sú upevnené akumulátory (l 1), superkondenzátory (12), menič (13),invertory (14), spaľovacia mikroturbína (15), palivová nádrž (16), generátor (17), ventilátory (18), čerpadlá(19), chladiče (20), hlavná riadiaca jednotka (21), brzdová riadiacajednotlca (22), vežové užívateľské výsuvné zariadenie (23), pevne spojené s obmenou vonkajšou konštrukciou (2) karosérie, s tým, že na homej časti veže (23) sú upevnené homé otočné kamery (26), navigačné zariadenie (27), s tým, že hlavná riadiaca jednotka (21) je vodičmi (28) spojená s meničom (13), invertormi (14), generátorom (16), s brzdovou riadiacou jednotkou (22), s navigačným zariadením (27), s homými kamerami (26), dolnými kamerami (l), s akumulátormi (11), so superkondenzátormi (12), so spaľovacou turbinou (15), s palivovou nádržou (16), s ventilátormi (18), s čerpadlami (19), s vežovým výsuvným zariadením (23), s tým, že hlavná riadiacajednotka (21) je bezdrôtovo prepoj ená s vonkajšou riadiacou jednotkou (29).