[发明专利]轮式步进推进装置的振动补偿方法及装置

说明书

本发明涉及用于将旋转运动转换为其他类型的运动，特别是均匀平移运动的机构，并旨在被用作步进轮推进单元的振荡补偿器。一种用于步进轮推进单元的振动补偿装置，包括多个支撑件，所述支撑件对称地紧固到输出轴上，所述输出轴被紧固用于由输入轴制动的横向运动，所述输出轴紧固在曲柄的自由端上。输出轴通过一个变速器旋转，变速器根据曲柄的当前位置和曲柄的角速度改变输出轴的角速度。本发明避免了在装置中对凸轮机构和弹簧的需要，减小了摩擦系数和装置的尺寸，并显著地减小了空间和速度振荡。

本发明涉及用于将旋转运动转换为其他类型的运动，特别是转换为均匀平移运动的机构，并旨在被用作步进轮推进装置的振动补偿器。在轮式步进推进装置的各种设计中，均假定采用各种移动支撑代替轮辋。这种推进装置的最简单的形式是一个没有轮辋的轮子，由辐条组成，推进装置在其运动过程中搁置在辐条上。当在不平坦和不稳定的表面上行驶时，没有轮辋具有一定的优势，但会导致车轴和整个结构的不必要的振动。要摆脱这些振动，就需要一个附加的机构--振动补偿器。

已知的“用于在各种支撑表面上运动的带有步进轮推进装置的底盘”(专利号RU2628285C2)，它为支撑运动引起的振动补偿器提供了几种选择。在该专利中，车辆底盘包含轮式步进推进装置。每个轮式步进推进装置由至少三个支撑件组成，支撑件相对于轴的旋转轴线对称且彼此倾斜地固定在公共轴上，形成一个假想的金字塔的侧边缘。在这种情况下，该轴与支撑表面成一定角度定位，使得每个推进装置的不超过两个支撑件同时接触支撑表面。此外，该轴以可横向运动的方式可移动地固定，并与振动补偿器运动连接。振动补偿器固定在底盘上。

在一种振荡补偿器中，使用偶数个轮式步进推进装置，每对都有一个公共的振荡补偿器，它由一个在固定轴线上摆动的公共杠杆组成，固定在底盘框架上。在这种情况下，在每一对轮式步进推进装置中，输出轴由一个公共的驱动器驱动成同步旋转，这些轴上的支撑件被反相安装。

这种机构的缺点是其成对的轮式步进推进装置的运动强制同步，这使得在具有复杂起伏的表面上的运动显着复杂化。另外，这种推进装置成对布置、同步的方案，使得无法通过单独的推进装置相对于车辆底盘的转动来实现机动。

与所提出的装置最接近的是振荡补偿器的一种变型(专利号RU2628285C2)，其中输入轴的旋转被转换为输出轴的复杂的旋转-往复运动，由于凸轮机构，支撑件被固定在输出轴上。在该实施例中，振动补偿器由在固定轴线上摆动的杠杆组成，被固定到底盘框架上。轮毂固定在杠杆的自由端，其中轴承在输出轴上旋转。复位弹簧作用在杠杆的顶部，凸轮机构作用在杠杆的底部，凸轮机构由三个辊子组成，在穿过底盘框架的轴上旋转。轴和凸轮机构由一个共同的驱动器驱动，并以相同的频率同步旋转，这使得可以平滑轴的垂直振动。当接触表面的支撑件从倾斜位置变为垂直位置时，凸轮机构在棍子的帮助下将杠杆抬起，并且当接触表面的支撑件从垂直位置移动到倾斜位置时，复位弹簧使杠杆下降。

这种机构的缺点是凸轮机构和弹簧的快速磨损(摩擦系数高)以及输出轴存在显著的残余垂直振动。特别地，这些振动的振幅至少是支撑件长度的30％。此外，将输入轴的旋转直接传递到输出轴会在支撑件端部的支撑点相对于机构主体的运动速度中产生显著波动，因为支撑件在旋转时以不同的角度接触表面(三个支撑件从30度到90度)。这导致在输入轴的恒定角速度下的线速度出现两倍的变化，这取决于支撑件的当前位置，因此，在输入轴上的负载中出现至少两倍的波动。最后，该机构的运行假定支撑件始终粘附在表面的，这并不总是可能的。

本发明的目的是创造一种从根本上新的振动补偿方法和装置，其中将消除原型的缺点：最小化零件的高磨损和摩擦系数、以及最小化轴的垂直振动、最小化输出轴上负载中的高速振动和波动。