Robotické samovyslobodzovacie zariadenie terénneho vozidla s pásovou jednotkou na vyslobodzovací pohyb

Vyslobodzovacie zariadenie je určené na vyslobodenie zapadnutej časti alebo celého terénneho vozidla z neúnosného povrchu a na jeho presunutie na miesta, kde jeho vlastný podvozok môže opäť spoľahlivo pracovať.Doteraj ší stav technikyV súčasnosti je vyslobodenie terénnych vozidiel v závislosti od terénu, času a situácie riešené ich vytiahnutím pomocou jedného alebo viacerých terénnych vozidiel, alebo pomocou žeriavov, špeciálnych vyslobodzovacích vozidiel či navijakov alebo pomocou vzduchových vakov, pričom podmienkou je vždy vystúpenie posádky z vyslobodzovaného vozidla. V prípade vyslobodzovania vlastnými silami posádky terénneho vozidla ide o ohrozenie jej zdravia, prípadne aj života v rizikových situáciách - preklopenie vozidla, vysoké teploty neznámeho terénu a pod.Najobvyklejším riešením vyslobodzovania vozidiel v jednoduchých situáciách je podloženie kolies vozidla, napríklad špeciálne zhotovenými pásmi, ktoré sú bežne súčasťou terénnych vozidiel. Ďalšou možnosťou sú tiež špeciálne zdviháky (hi-lifthever) na prichytenie na koleso alebo nárazník, ale tieto riešia len pomeme jednoduché situácie a sú pre posádku vozidla nebezpečné a veľmi prácne (púšť, horúco). Z ďalších súčasných riešení možno uviesť pneumatický zdvihák - vak (BUSHRANGER. Airjack), podkladaný pod vozidlo a umožňujúci jeho zdvihnutie až o 0,75 m. Zdvihák však slúži na výmenu kolesa, ale nie na presunutie vozidla do inej polohy - napríklad mimo pôvodnej stopy.Z patentových riešení možno uviesť hydro-elektrický zdvíhací systém montovaný pod vozidlo, ktorý však umožňuje iba nadvihnutie podvozku a výmenu kolesa. Všeobecne platí, že zložitejšie situácie vyslobodzovania vozidiel sa riešia privolaním ťažkej pásovej techniky, čo však v málo obývaných oblastiach a pri veľkej vzdialenosti od miesta, kde je záchranná technika k dispozícii, je problematické a rozhoduje často o živote či ohrození zdravia posádok vozidiel. Rozsah využitia terénnych vozidiel narastá s potrebou zaistenia dopravy ľudí a materiálu do oblastí s náročným terénom, kde existuje možnosť uviaznutia vozidiel tak špeciálnych terénnych, ako aj bežných konštrukcií.Náklady na vyslobodzovanie neúmerne narastajú s rastúcou vzdialenosťou miesta uviaznutia (púšte,horský terén, bahnitý terén, terén s prekážkami, Zasnežený terén, a iné) od miest, z ktorých môže byť poskytnutá pomoc špeciálnou. vyslobodzovacou technikou. Okrem ekonomických aspektov, musia byť brané do úvahy tiež otázky ohrozenia života a zdravia osôb v dôsledku uviaznutia (zrútenie vozidla V nebezpečnom teréne, ohrozenie posádky pri vyslobodzovaní, oneskorenie prijazdu záchranárov alebo dodávky materiálov do oblastí krízových situácií, uviaznutie vozidiel bojovýchjednotiek a ďalšie).Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje a rieši robotické samovyslobodzovacie zariadenie terénneho vozidla s pásovou jednotkou na vyslobodzovací pohyb, kde v podvozkovej časti V ráme terénneho vozidla je pevne zabudovaná točňa, ktorá je prepojená s paralelogramom na manipuláciu s pásovou jednotkou, pričom točňa obsahuje ozubené súkolesie na otáčanie točne, pričom pastorok súkolesia je poháňaný elektroprevodovkou, pričom na opačnej časti paralelogramu je príchyt, kde je prostredníctvom kat-danoveho kĺbu s obmedzovačom osového pohybu v oboch osiach uložená pásová jednotka, pričom opačná strana kardanového kĺbu s obmedzovačom osového pohybu je súčasťou rámu pásovej jednotky, kde rám pásovej jednotky tvorí základ pásovej jednotky, pričom medzi otočnou časťou točne a koncom spodného ramena paralelogramu je vložený lineárny elektroaktuátor na pohyb paralelogramu.Ďalej je výhodné, keď pásová jednotka je zložená z dvoch súbežných pásov poháňaných elektroprevodovkou, prostredníctvom reťazových alebo ozubených rozvodov so zakončením reťazovými kolesami zapadajúcimí do jednotlivých súbežných pásov.Prínosom pri tomto progresívnom systéme je relatívne ľahšie vyslobodzovanie terénnych vozidiel pohybujúcich sa v náročnom teréne s nízkou únosnosťou pôdy, nech už vplyvom jej štruktúry (piesok, íl, suť) alebo prírodných vplyvov (sneh, záveje, bahno pri záplavách), pripadne pri ich uviaznutí na prekážkach v teréne (pne, balvane, rokle). Režim vyslobodzovania vozidla je viacfunkčný v závislosti od spôsobu uviaznutia a je riadený čiastočne poloautomaticky s ovládaním z palubnej dosky posádkou v kabíne alebo v prípade ohrozenia posádky (možnosť zrútenia alebo prevrátenia vozidla) prostredníctvom operátorského kufra mimo vozidla, takže nedôjde k ohrozeniu posádky.Prehľad obrázkov na výkresochNa priložených listoch sú uvedené obrázky a legenda. Na obrázku k anotácií je znázomené robotické samovyslobodzovacie zariadenie s pásovou jednotou v medzipolohe.Obr. l Roboticke samovyslobodzovacie zariadenie s pásovou jednotkou v medzipolohe.Obr. 2 Uloženie pásovej jednotky v kardanovom kĺbe.Obr. 3 Robotické samovyslobodzovacie zariadenie s pásovou jednotkou v homej východiskovej polohe. Obr. 4 Robotické samovyslobodzovacie zariadenie s pásovou jednotkou V dolnej pracovnej polohe.Robotické samovyslobodzovacie zariadenie terénneho vozidla s pásovou jednotkou pre vyslobodzovací pohyb, kde v podvozkovej časti v ráme g vozidla je pevne zabudovaná točňa L, ktorá je prepojená s paralelogramom s na manipuláciu s pásovou jednotkou l 0, pričom točňa l obsahuje ozubené súkolesie A na otáčanie točne l, pričom pastorok ozubeného súkolesia Q je poháňaný elektroprevodovkou á, pričom na opačnej časti paralelogramu g je príchyt Q, kde je prostrednictvom kardanového kĺbu 1 s obmedzovačom § osového pohybu v oboch osiach uložená pásová jednotka m, pričom opačná strana kardanového kĺbu 7 s obmedzovačom § osového pohybu je súčasťou rámu 2 pásovej jednotky Q, kde rám 9 pásovej jednotky l 0 tvorí základ pásovej jednotky l 0, pričom medzi otočnou časťou točne L a koncom spodného ramena paralelogramu i je vložený lineámy elektroaktuátor na pohyb paralelogramu g.Pásová jednotka lQ je zložená z dvoch súbežných pásov Q poháňaných elektroprevodovkou á, prostredníctvom reťazových alebo ozubených rozvodov so zakončenlm reťazovými kolesami M zapadajúcími do jednotlivých súbežných pásov lg.Princíp riešenia je založený na návrhu špeciálneho mechanizmu s viacerými stupňami voľnosti, umiest~ neného v priestore pod zadnou časťou vozidla, čo najbližšie k zadnej náprave. Energia pohonov bude odvodená od motora vozidla s tým, že bude posúdená možnosť využitia elektrických, hydraulických alebo pneumatických pohonov. Podľa situácie pri uviaznutí vozidla poskytne samovyslobodzovacie zariadenie rôzne možnosti zásahu na prípadnú opravu niektorej časti vozidla, výmenu kolies, alebo jeho presunutie do polohy potrebnej na uvoľnenie vozidla.Vzhľadom na to, že potrebný priestor na uloženie vyslobodzovacieho zariadenia je iba v zadnej časti podvozku terenneho vozidla, je zariadenie umiestnené čo najbližšie za poslednou zadnou nápravou vozidla vzhľadom na nájazdový uhol vozidla.Základom vyslobodzovacieho zariadenia je točňa l, ktorej jedna časť je pevne spojená s rámom g vozidla, na druhej strane je umiestnený paralelogram g. Otáčanie točne l je realizované ozubeným súkolesím 4, ktorého pastorokje poháňaný elektroprevodovkou j.Vo východiskovej polohe je paralelogram 3 zložený a pásová jednotka 1()je v najvyššej možnej polohe,kolmo na pozdĺžnu os vozidla.V prípade nutnosti vykonania vyslobodzovacieho úkonu, je možné ho variantne rozdeliť na možnosti,keď dôjde k zapadnutiu iba niektorej časti podvozku vozidla alebo podvozku celého vozidla. V tomto prípade je nutné sa rozhodnúť vzhľadom na terénne podmienky, či je vhodnejšie odkloniť zadnú časť do boku alebo prejsť s celým vozidlom V predozadnom smere.Akje nutné odkloniť zadnú časť vozidla do boku, potom je nutné prednú časť vozidla zabrzdiť následne je pásová jednotka l 0 spúšťaná paralelogramom g za silového pôsobenia lineárneho elektroaktuátoru n. Zadná časť vozidla je týmto vyzdvihnutá do väčšej, než pôvodnej výšky vozidla pred zapadnutlm, čím sa zadné kolesá dostanú nad úroveň terénu, a potom, za prispenia elektropohonu 13, pomocou pásovej jednotky m je celá zadná časť odklonená do jednej, z hľadiska okolitého terénu, vhodnejšej strany vozidla.Akje nutné prejsť celým vozidlom v predozadnom smere, potom je vhodný postup, keď pásová jednotka LQ z homej, východiskovej polohy funkciou paralelogramu 3 poklesne, potom sa otočí prostredníctvom točne l do potrebného smeru a následne dôjde silovým pôsobením paralelogramu 3 k vyzdvihnutiu vozidla pásovou jednotkou m. Po odbrzdení prednej nápravy je možné za pôsobenia elektropohonu Q a pásovej jednotky m prejsť s celým vozidlom v žiadanom smere.Princíp riešenia je založený na návrhu špeciálneho mechanizmu s viacerými stupňami voľnosti, umiestneného V priestore pod zadnou časťou vozidla, čo najbližšie k zadnej náprave. Energia pohonov bude odvodená od motora vozidla s tým, že bude posúdená možnosť využitia elektrických, hydraulických alebo pneumatických pohonov. Podľa situácie pri uviaznutí vozidla poskytne samovyslobodzovacie zariadenierôzne možnosti zásahu na prípadnú opravu niektorej časti vozidla, výmenu kolies, alebo jeho presunutie do polohy potrebnej na uvoľnenie vozidla.Vzhľadom na to, že potrebný priestor na uloženie vyslobodzovacieho zariadenia je iba v zadnej časti podvozku terénneho vozidla, je zariadenie umiestnené čo najbližšie za poslednou zadnou nápravou vozidla s ohľadom na náj azdový uhol vozidla.Základom vyslobodzovacieho zariadenia je točňa l, ktorej jedna časť je pevne spojená s rámom g vozidla, na druhej strane je umiestnený paralelogram g. otáčanie točne l, ktoré je realizované ozubeným súkolesím A, ktorého pastorok je poháňaný elektroprevodovkou 5, umožňuje nastaviť rôznu polohu a smerové zameranie pásovej jednotky l 0.Vo východiskovej polohe čiže V pokojovej polohe je paralelogram à zložený a pásová jednotka m je v najvyššej možnej polohe, kolmo na pozdĺžnu os vozidla, a na činnosti sa nezúčastňuje z dôvodu nepotrebnosti zásahu.V prípade nutnosti vykonania vyslobodzovacieho úkonu, je možno ho variantne rozdeliť na možnosti,ked dôjde k zapadnutiu len niektorej časti podvozku vozidla alebo podvozku celého vozidla. V tomto prípade je nutné sa rozhodnúť s ohľadom na terénne podmienky, či je vhodnejšie odkloniť zadnú časť do boku alebo prejsť s celým vozidlom v predozadnom smere.Na príslušný riadiaci pokyn bud z kabíny posádky, prípadne aj z priestoru mimo vozidla, dôjde k otáčaniu točne i a prostredníctvom ozubeného súkolesia í je nastavená poloha paralelogramu 3, ktorého nosná tyčová časť manipuluje podľa pokynov obsluhy s pásovou jednotkou Lg tak, aby zaujala požadované optimálne stanovisko, pričom tento pohyb paralelogramu 1 umožňuje vložený lineámy elektroaktuátor u. Po dosadnutí súbežných pásov Q do požadovanej polohy dôjde postupne tiež k vyzdvihnutiu určenej časti terénneho vozidla tak, aby pohyb vykonávajúci jednotkou pre toto vozidlo bola pásová jednotka m, a to všetko prostrednictvom elektropohonu lg. Po odbrzdení vozidla pásová jednotka Q, poháňaná do nej vloženým eleknopohonom Q, uvedie vozidlo do pohybu.Ak je teda nutné odkloniť zadnú časť vozidla do boku, potom je nutné prednú časť vozidla zabrzdiť,následne je pásová jednotka m spustená paralelogramom s za silového pôsobenia lineámeho elektroaktuátoru u. Zadná časť vozidla je týmto vyzdvihnutá do väčšej, ako pôvodnej výšky vozidla pred zapadnutím, čím sa zadné kolesá dostanú nad úroveň terénu, a potom, za prispenia elektropohonu Q, pomocou pásovej jednotky 1 Qje celá zadná časť odklonená do jednej, z hľadiska okolitého terénu, vhodnejšej strany vozidla.Ak je nutné prejsť v predozadnom smere, potom je vhodný postup, keď pásová jednotka m z homej,východiskovej polohy funkciou paralelogramu 1 poklesne, potom sa otočí prostredníctvom točne 1 do potrebného smeru a následne dôjde silovým pôsobením paralelogramu 3 k vyzdvihnutiu vozidla pásovou jednotkou 19. Po odbrzdení prednej nápravy je možné za pôsobenia elektropohonu Q a pásovej jednotky m,prejsť s celým vozidlom v žiadanom smere.Účelom vynálezu je vytvorenie samovyslobodzovacieho zariadenia pre nákladné vozidlá, napríklad s celkovou hmotnosťou 5 ton a viac, s využitím vzduchovej sústavy vozidla pomocou prídavných pneumatických zariadení a s využitím stávajúceho hydraulického systému alebo montážou špeciálneho hydraulického systému, a to pre nasadenie na záchranárske a logistické účely v krízových situáciách. Pri oboch variantoch je kladený dôraz na zvýšenie bezpečnosti posádky (napríklad umiestenie hydraulickej náplne v bezpečnostnom ráme). Vyslobodenie vozidla z ťažkého neúnosného terénu (bahno, piesok, sneh, priekopa) má byť vykonané bez cudzej pomoci, alebo má posunúť vozidlo z tohto terénu tak, aby bolo možné vykonať opravu alebo výmenu kolesa.l. Robotické samovyslobodzovacie zariadenie terénneho vozidla s pásovou jednotkou pre vyslobodzovací pohyb, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že v podvozkovej časti v rámu (2) vozidlaje pevne zabudovaná točňa (l), ktorá je prepojená s paralelogramom (3) na manipuláciu s pásovou jednotkou (10), pričom točňa(l) obsahuje ozubené súkolesie (4) na otáčanie točne (l), pričom pastorok ozubeného súkolesia (4) je poháňaný elektroprevodovkou (5), pričom na opačnej časti paralelogramu (3) je príchyt (6), kde je prostredníctvom kardanového kĺbu (7) s obmedzovačom (8) osového pohybu v oboch osiach uložená pásová jednotka (10), pričom opačná strana kardanového kĺbu (7) s obmedzovačom (8) osového pohybu je súčasťou rámu (9) pásovej jednotky (10), kde rám (9) pásovej jednotky (10) tvorí základ pásovej jednotky (10), pričommedzi otočnou časťou točne (l) a koncom spodného ramena paralelogramu (3) je vložený lineámy elektroaktuátor (l l) na pohyb paralelogramu (3).2. Robotícké samovyslobodzovacie zariadenie nákladného vozidla podľa nároku l, v y z n a č u j ú c e s a t ý m , že pásová jednotka (lO)je zložená z dvoch súbežných pásov (12) poháňaných elektroprevodovkou (5), prostredníctvom reťazových alebo ozubených rozvodov so zakončením reťazovýmí kolesami (14) zapadajúcimí do jednotlivých súbežných pásov (12).