Колесо-двигатель (варианты)

Колесо-двигатель (варианты)

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроению, транспорту, в частности к велостроению. В перемещающемся колесе-двигателе вилочного крепления двусторонний механизм вращения колеса имеет два чередующихся блока, расположенных по разные стороны колеса, рабочий и холостой. В рабочем блоке однолепестковый вращающий кулачок рабочей занижающей поверхностью воздействует на кольцо колеса и поворачивает его. Одновременно однолепестковый поднимающий кулачок рабочей поднимающей поверхностью воздействует на круглый промежуточно вращающийся диск и обеспечивает его оси и вместе с ней и порталу, в котором она закреплена, а вместе с порталом и вилке колеса или платформе постоянное местоположение. Через механизм синхронизации колеса рабочий блок связан с холостым. В конце рабочего хода нагрузка через портал перераспределяется на холостой блок. Чередование блоков и обеспечивает вращение колеса-двигателя от нагрузки. Использование однолепестковых поднимающих и вращающих кулачков позволяет получить простую конструкцию, но с большими размерами однолепестковых поднимающих кулачков и небольшим моментом вращения. Для уменьшения размеров однолепесткового поднимающего кулачка применили кулачковый полиспаст, который позволил увеличить размер однолепесткового вращающего кулачка и увеличить момент вращения, но габариты конструкции почти не изменились. Применение многолепесткового вращающего кулачка, механизма увеличения числа оборотов и кулачкового полиспаста позволило получить компактную конструкцию и увеличенный момент вращения. В стационарном колесе-двигателе консольного крепления применение одностороннего механизма вращения колеса, расположенного с внешней свободной стороны, имеющего многолепестковый вращающий кулачок, механизм увеличения числа оборотов и кулачковый полиспаст, позволило получить компактную конструкцию с максимальным моментом вращения. В перемещающемся колесе-двигателе осевого крепления типа железнодорожной пары применение одностороннего, смещенного механизма вращения колеса, расположенного с внутренней осевой стороны и имеющего многолепестковый вращающий кулачок, механизм увеличения числа оборотов и кулачковый полиспаст, позволило получить компактную конструкцию, но с меньшим моментом вращения. Технический результат - создание колеса-двигателя, вращающегося под действием нагрузки, для различных транспортных средств или использование энергии колеса-двигателя для других механизмов. 4 н.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к машиностроению, транспорту, в частности к велостроению. Колеса велосипедов, автомобилей, железнодорожного транспорта, имея разную конструкцию, имеют общую деталь - это ось, которая воспринимает на себя всю нагрузку и через подшипник передает колесу, которое является движителем мускульной силы человека или энергии механического двигателя, преобразуя их энергию в поступательное движение. Поэтому вес является отрицательным фактором. Добиваясь уменьшения веса, облегчают конструкцию, а добиваясь легкости хода, уменьшают силу трения в подшипниковых узлах.

В а.с. №981072 "ВЕЛОСИПЕД" предложен дополнительный привод с механизмом зарядки накопителя энергии и регулируемыми амортизаторами, использующими вес как положительный фактор. Накопитель энергии установлен концентрично с муфтой свободного хода и ступицей заднего колеса, а собачки закреплены на кронштейне, что обеспечивает компактность конструкции. Регулируемые амортизаторы позволяют использовать их для широкого диапазона нагрузок, но закрепленные на оси заднего колеса и кронштейна они не позволяют использовать вес велосипедиста или перевозимого груза постоянно, а только при неровностях дороги. Несмотря на вышеперечисленные положительные решения, конструкция имеет ряд недостатков:

- накопитель имеет конечную величину, т.е. полный завод пружины;

- при полном заводе пружины дополнительный привод тормозит движению;

- при прекращении контакта колеса с дорогой накопленная энергия не сохраняется;

- дополнительный привод установлен на одном колесе.

В а.с. №95104015 "ВЕЛОСИПЕД" преложено колесо-двигатель, в котором при нагрузке велосипеда велосипедистом или грузом, или тем и другим вес воздействует на кольца, закрепленные соосно оси, и создается момент силы для вращения колеса-двигателя и движения велосипеда или другого транспортного средства. В режиме без нагрузки вес велосипеда передается осям и поэтому не создается момент силы для вращения колеса-двигателя. Несмотря на вышеперечисленные положительные решения, конструкция имеет существенный недостаток:

- смещенные штоки с серьгами и подшипниками, воздействуя на кольца, закрепленные в колесе, соосно с осью, на спицах с двух сторон, не создают момент силы для вращения колеса и, следовательно, для движения велосипеда.

Целью изобретения является создание колеса-двигателя, вращающегося под действием нагрузки для различных транспортных средств, или использование энергии колеса-двигателя для других механизмов.

Это достигается тем, что в конструкцию колеса-двигателя, содержащего пластины, закрепленные на оси колеса с двух сторон, кольца, закрепленные соосно с осью колеса, и опоры, установленные на пластинах, передние из которых контактируют с кольцами, а задние соединены с вилкой, добавляется механизм вращения колеса.

Механизм вращения колеса состоит как минимум из двух блоков потому, что когда один блок совершает рабочий ход, второй совершает холостой. При большем количестве блоков в рабочем и холостом ходах участвует по нескольку блоков, при этом увеличивается плавность хода, но возрастает ширина механизма вращения колеса. Располагаться блоки могут с двух сторон колеса - при вилочном креплении в перемещающемся колесе типа велосипеда или: с одной стороны - при осевом креплении в перемещающемся колесе типа железнодорожной колесной пары и при стационарном, консольном креплении.

При расположении блоков с двух сторон колеса механизм вращения колеса смещен относительно центра, что обеспечивает дополнительное усилие для вращения колеса-двигателя. При расположении блоков с одной стороны механизм вращения колеса может располагаться по центру и смещенно. При расположении по центру колеса достигается наибольший момент вращения.

При вилочном креплении блоки располагаются по одному и с разных сторон колеса, причем они взаимо связаны. При осевом и консольном креплении механизм вращения колеса находится внутри кольца колеса, а блоки располагаются рядом и с одной стороны. Возможно механизм вращения колеса с односторонним расположением блоков разместить и с двух сторон колеса, в этом случае механизмы будут независимые, самостоятельные, но колесо-двигатель будет иметь двойную ширину.

Работа механизма вращения колеса состоит в том, что вращающий кулачок максимальным радиусом, началом занижающей рабочей поверхности контактирует с кольцом колеса. Вращающий кулачок имеет угол занижения, а это та же наклонная плоскость только на диске и поэтому эта занижающая рабочая поверхность заставляет поворачиваться и опускаться вращающий кулачок, за счет чего и происходит работа. Поворачиваясь и опускаясь, вращающий кулачок поворачивает кольцо колеса. Чем больше угол занижения, тем меньше необходимо усилие или нагрузка для поворота кольца колеса. Большое значение имеет и размер вращающего кулачка, который определяет плечо для момента вращения.

Размер вращающего кулачка определяется углом занижения и углом рабочего хода и характеризуется кратностью отношения диаметра вращающего кулачка к диаметру кольца колеса и обозначается кратностью соотношения диаметров / к.с../. Эта величина соответствует передаточному числу. С увеличением числа кратности размер вращающего кулачка уменьшается, передаточное число увеличивается, и обороты кольца колеса уменьшаются.

Но только вращающего кулачка для работы механизма вращения колеса недостаточно, т.к. при повороте вращающего кулачка его ось опускается вследствие угла занижения, за счет чего и совершается работа по вращению кольца колеса, и если к этой оси закрепить платформу с грузом или без него, она будет колебаться. Поэтому необходим другой элемент, который обеспечивал бы постоянное местоположение платформы. Таким элементом является поднимающий кулачок, имеющий угол подъема и который компенсирует опускание или подъем вращающего кулачка. Если угол занижения вращающего кулачка будет равен углу подъема поднимающего кулачка, поворота кольца колеса не будет. Надо, чтобы угол занижения был больше угла подъема, и чем больше это соотношение, тем больше усилие вращения, и обозначается эта величина соотношением угла занижения к углу подъема /с.у.з.п./.Величина с.у.з.п. в данной работе постоянна и равна 4, т.е. угол занижения = 10, а угол подъема = 2,5. Величина опускания у вращающего кулачка и подъема у поднимающего кулачка в одной к.с.. равны, и выигрыш в работе, т.е. с.у.з.п. может быть получен за счет разницы рабочих длин у вращающего и поднимающего кулачков.

При равных углах подъема и занижения размеры вращающего и поднимающего кулачков примерно одинаковые и имеют равные рабочие длины в разных к.с.. Для того чтобы поворот кольца колеса произошел, надо, чтобы угол подъема был меньше угла занижения, т.е. рабочая длина поднимающего кулачка должна быть больше рабочей длины вращающего кулачка. При этом получается, что во сколько раз угол подъема меньше угла занижения, во столько раз размер поднимающего кулачка больше вращающего кулачка, и при малых значениях к.с.. /порядка 3^х/ поднимающий кулачок принимает размеры, близкие к размеру колеса-двигателя. Вот почему при однолепестковом вращающем кулачке и однолепестковом поднимающем кулачке, когда угловой рабочий ход и угловой холостой ход максимальные и равны по 180 каждый, минимальное значение к.с.., которое можно применить в конструкции, равно 6^и. Поэтому в этом случае размер вращающего кулачка очень мал, момент вращения небольшой, передаточное отношение большое.

Однолепестковый поднимающий кулачок жестко сидит на оси однолепесткового вращающего кулачка со смещением, обеспечивая синхронное вращение без проскальзования между ними. При расположении механизма вращения колеса не по центру однолепестковый вращающий кулачок максимальным радиусом контактирует с кольцом колеса под углом, а однолепестковый поднимающий кулачок минимальным радиусом контактирует с круглым промежуточно вращающимся диском по вертикали. Под действием нагрузки однолепестковый вращающий кулачок поворачивается и опускается, поворачивая и опуская однолепестковый поднимающий кулачок, но за счет поднимающей рабочей поверхности он компенсирует опускание однолепесткового вращающего кулачка и обеспечивает оси круглого промежуточно вращающегося диска, который обкатывает однолепестковый поднимающий кулачок, и порталу, в котором она закреплена, и вилке велосипеда или платформе, которая крепится к порталу, постоянное местоположение.

Портал представляет собой жесткую конструкцию, предназначенную для обеспечения соосного расположения осей промежуточно вращающихся дисков на разных сторонах колеса и для поочередного восприятия нагрузки блоками.

Для синхронного вращения однолепестковых вращающих кулачков в рабочем и холостом блоках имеется механизм синхронизации, который для блоков, расположенных с двух сторон колеса, состоит из двух колец с пазами, закрепленными на кольцах колеса с двух сторон, и штифтов, запрессованных в однолепестковые вращающие кулачки. Штифты входят в пазы, обеспечивая синхронное вращение однолепестковым вращающим кулачкам при рабочем и холостом ходе.

Механизм вращения колеса через соединительные планки вращающих кулачков и портал крепится к вертикальным стойкам, которые закреплены на неподвижных пластинах. Неподвижные пластины закреплены на оси колеса-двигателя. В то же время вертикальные стойки подвижно, в вертикальной плоскости, соединены с вилкой колеса или другой платформой, предотвращая возможность поворота механизма вращения колеса относительно оси колеса под действием нагрузки.

Это самый простой вариант колеса-двигателя, имеющий при прочих равных условиях наибольшие размеры поднимающего кулачка, небольшие размеры вращающего кулачка и маленький момент вращения.

Для уменьшения размера поднимающего кулачка и компактности конструкции необходим механизм, позволяющий это осуществить. Таким механизмом стал кулачковый полиспаст. Если заменить круглый промежуточно вращающийся диск в предыдущей конструкции на поднимающий кулачок, то получим вращающиеся навстречу друг другу два однолепестковых поднимающих кулачка, представляющих одноступенчатый кулачковый полиспаст. Так как в работе участвует два однолепестковых поднимающих кулачка, а величина подъема осталась та же, то для каждого поднимающего кулачка она уменьшилась в два раза. В результате этого при прежнем угле подъема размер однолепесткового поднимающего кулачка уменьшился в два раза. При этом суммарная рабочая длина двух однолепестковых поднимающих кулачков не изменилась.

В одноступенчатом кулачковом полиспасте две одинаковые пары, расположенные в один ряд по вертикали, каждая из которых состоит из рядом расположенных однолепесткового поднимающего кулачка и эллиптической шестерни. Нижняя пара сидит жестко на валу однолепесткового вращающего кулачка, а верхняя - на своем валу, и для того чтобы эти два однолепестковых поднимающих кулачка обкатывались друг по другу без проскальзования, нужен механизм синхронизации кулачкового полиспаста, который представляет собой две эллиптические шестерни, идентичные однолепестковому поднимающему кулачку. Эллиптические шестерни вращают синхронно однолепестковые поднимающие кулачки, которые обеспечивают постоянное местоположение оси верхней пары кулачкового полиспаста, т.е. компенсируют опускание или подъем однолепесткового вращающего кулачка. Если уменьшение однолепесткового поднимающего кулачка в два раза недостаточно, можно поставить еще две пары кулачкового полиспаста и будет двухступенчатый кулачковый полиспаст, который уменьшит первоначальный размер однолепесткового поднимающего кулачка в четыре раза. Каждая ступень кулачкового полиспаста уменьшает размер поднимающего кулачка в два раза.

В силу конструктивной особенности с увеличением количества ступеней кулачкового полиспаста увеличивается его ширина, т.е. рядность, соответственно в два, три и т.д. раза. Зависит это от следующего, чтобы выполнять свою функцию подъема, т.е. компенсации, каждый однолепестковый поднимающий кулачок должен контактировать вначале своими меньшими R. Но в однолепестковом поднимающем кулачке и вообще в поднимающем кулачке с нечетным количеством лепестков против меньшего R находится больший. Поэтому для второго и третьего однолепестковых поднимающих кулачков контакт происходит не меньшими R, а любыми другими, и нет такого положения для третьего однолепесткового поднимающего кулачка, чтобы происходил его подъем, т.е. компенсация. Поэтому вторую ступень кулачкового полиспаста выделили в отдельную пару и вынесли во второй рад, третью ступень выделили в третью пару и вынесли в третий ряд и т.д.

Получилась следующая конструкция. Первый однолепестковый поднимающий кулачок первой ступени кулачкового полиспаста сидит жестко со смещением на валу однолепесткового вращающего кулачка так, что своим наименьшим R контактирует с наименьшим R второго однолепесткового поднимающего кулачка первой ступени кулачкового полиспаста, который сидит на отдельном своем валу. Но на этом же валу рядом сидит жестко первый однолепестковый поднимающий кулачок второй ступени кулачкового полиспаста так, что он контактирует своим меньшим R с меньшим R второго однолепесткового поднимающего кулачка второй ступени кулачкового полиспаста, который сидит на отдельном своем валу. Также на этом валу, рядом, жестко сидит первый однолепестковый поднимающий кулачок третьей ступени кулачкового полиспаста и т.д. В результате имеем многорядную и многоступенчатую конструкцию.

Ступени кулачкового полиспаста связаны через свои соединительные планки с вертикальными стойками. Последующая ступень кулачкового полиспаста имеет перемещение меньше предыдущей в зависимости от количества ступеней. Ось верхней пары последней ступени кулачкового полиспаста, которая закреплена в портале, имеет постоянное местоположение. Оси соединительных планок, которые закреплены в вертикальных стойках и относительно которых качаются соединительные планки, расположены на середине их перемещения. Нечетный кулачковый полиспаст позволил уменьшить размер однолепесткового поднимающего кулачка, но он одновременно увеличил ширину механизма вращения колеса, что внесло дискомфорт в его конструкцию.

Это второй вариант колеса-двигателя, имеющий при прочих равных условиях уменьшенный размер однолепесткового поднимающего кулачка, возможность увеличить размер однолепесткового вращающего кулачка и небольшой момент вращения.

Устранить этот недостаток позволили многолепестковые вращающие и поднимающие кулачки, у которых может быть два, три, четыре и более лепестков, причем они могут иметь как равное количество лепестков, так и разное.

При двухлепестковых вращающих и поднимающих кулачках получим четный кулачковый полиспаст, существенно отличающийся от нечетного. При четном количестве лепестков у поднимающего кулачка одинаковые меньшие или большие R расположены диаметрально. Это обстоятельство позволяет каждому последующему двухлепестковому поднимающему кулачку контактировать с предыдущими одинаковыми меньшими R, обеспечивая одну ступень кулачкового полиспаста. Каждая ступень кулачкового полиспаста уменьшает размер двухлепесткового поднимающего кулачка в два раза. Механизм синхронизации кулачкового полиспаста представляет собой эллиптические шестерни, идентичные двухлепестковому поднимающему кулачку. В результате имеем однорядную конструкцию для любого количества ступеней четного кулачкового полиспаста, обеспечивающую минимальную ширину блока и механизма вращения колеса в целом.

При одинаковом количестве лепестков у вращающего и поднимающего кулачков имеем нечетный или четный кулачковые полиспасты, которые уменьшают размер поднимающего кулачка. Уменьшение размера поднимающего кулачка позволяет увеличить размер вращающего кулачка т.е. уменьшить кратность соотношения диаметров, что влечет за собой увеличение количества ступеней кулачкового полиспаста, увеличение высоты и ширины механизма вращения колеса и отсутствие компактности в нем.

Для решения этой задачи необходимо у вращающего кулачка иметь несколько лепестков, а у поднимающего кулачка один. В этом случае будем иметь выигрыш, который заключается в том, что с увеличением лепестков уменьшается величина опускания вращающего кулачка, а следовательно, уменьшаются угол и длина рабочего хода. У поднимающего кулачка в этом случае угловой рабочий ход можно увеличить в два, три, четыре и более раза по сравнению с вращающим кулачком, доведя его до максимального, т.е. 180 за счет механизма увеличения числа оборотов поднимающего кулачка.

Конструкция механизма увеличения числа оборотов представляет собой две шестерни, одна из которых жестко сидит на валу вращающего кулачка, а вторая шестерня закреплена на валу нижнего поднимающего кулачка первой ступени кулачкового полиспаста. Причем соотношение диаметров шестерни поднимающего кулачка и шестерни вращающего кулачка кратно числу лепестков в вращающем кулачке. Соединительные планки вращающего кулачка и нижнего поднимающего кулачка подвижно соединены между собой пластиной для обеспечения зубчатого зацепления.

Механизм увеличения числа оборотов обеспечивает увеличение рабочей длины поднимающего кулачка по сравнению с вращающим кулачком, а увеличение рабочей длины позволяет уменьшить угол подъема и, следовательно, уменьшить размер поднимающего кулачка. Уменьшение размера поднимающего кулачка кратно числу лепестков во вращающем кулачке, т.е. при двухлепестковом вращающем кулачке поднимающий кулачок уменьшается в два раза, при трехлепестковом вращающем кулачке поднимающий кулачок уменьшается в три раза и т.д. При прочих равных условиях механизм увеличения числа оборотов позволил уменьшить размер поднимающего кулачка, не увеличивая ширины и высоты механизма вращения колеса.

Решение одного и того же вопроса - уменьшение размера поднимающего кулачка осуществили двумя способами: кулачковым полиспастом и механизмом увеличения числа оборотов. Причем, что очень ценно, они не только не мешают, а дополняют друг друга и их можно совместить и использовать комплексно. Использование только механизма увеличения числа оборотов в конструкции механизма вращения колеса, возможно, будет недостаточно для уменьшения поднимающего кулачка, а дополнив его одноступенчатым кулачковым полиспастом, который, не увеличивая ширины механизма вращения колеса, увеличивает значение механизма увеличения числа оборотов в два раза, уменьшает габариты и улучшает техническую характеристику конструкции.

Двухлепестковый вращающий кулачок и одноступенчатый кулачковый полиспаст при комплексном использовании уменьшает размер однолепесткового поднимающего кулачка в четыре раза. Трехлепестковый вращающий кулачок и одноступенчатый кулачковый полиспаст уменьшают размер однолепесткового поднимающего кулачка в шесть раз и т.д.

Такое значимое уменьшение размера однолепесткового поднимающего кулачка при небольших габаритах и небольшой сложности механизма вращения колеса позволяет уменьшить величину угла подъема или перейти на меньшую к.с.., тем самым, увеличив размер многлепесткового вращающего кулачка, обеспечивающий больший момент вращения при той же нагрузке.

Это третий вариант колеса-двигателя, имеющий при прочих равных условиях компактную конструкцию и увеличенный момент вращения.

Второй вид механизма вращения колеса - это одностороннее расположение блоков. Такое расположение возможно осуществить в стационарном, консольно закрепленном колесе с валом, когда механизм вращения колеса расположен с внешней, свободной стороны колеса. Другая сторона с валом используется для передачи энергии колеса-двигателя другим механизмам типа мельниц, гребных винтов, электроустановок и т.д. Располагаться механизм вращения колеса может по центру и смещенно.

При минимальной ширине механизм вращения колеса имеет два блока: рабочий и холостой. Количество блоков м.б. и увеличено, но при этом увеличится и ширина. Блоки располагаются внутри кольца колеса и имеют в своей конструкции многолепестковый вращающий кулачок, механизм увеличения числа оборотов и кулачковый полиспаст.

При одностороннем расположении механизма вращения колеса блоки размещены рядом и верхние пары кулачкового полиспаста жестко закреплены со смещением на общей оси, которая вращается в тяге. Общая ось является механизмом синхронизации между рабочим блоком и холостым, которая обеспечивает при этом передачу вращения от рабочего блока к холостому, а также обеспечивает поочередное восприятие нагрузки блоками.

Кулачковый полиспаст через механизм увеличения числа оборотов связан с многлепестковым вращающим кулачком, компенсируя его опускание или подъем и обеспечивая при этом постоянное местоположение общей оси и тяги, к которой прикреплена платформа.

В блоке многолепестковый вращающий кулачок и нижняя пара кулачкового полиспаста соединены через шестерни механизма увеличения числа оборотов, соединительные планки которых подвижно соединены между собой пластиной для обеспечения зубчатого зацепления. Причем соотношение диаметров шестерни в нижней паре кулачкового полиспаста и шестерни в многолепестковом вращающем кулачке кратно числу лепестков в многолепестковом вращающем кулачке.

В кулачковом полиспасте механизмом синхронизации являются эллиптические шестерни, идентичные однолепестковому поднимающему кулачку, которые синхронно вращают однолепестковые вращающие кулачки, а они осуществляют компенсацию опускания или подъема многлепесткового вращающего кулачка и создают необходимые условия зацепления между эллиптическими шестернями.

В рабочем блоке кулачковый полиспаст находится под нагрузкой, и зацепление между эллиптическими шестернями обеспечено. В холостом блоке при отсутствии нагрузки или из-за других обстоятельств, чтобы не произошло рассогласование между однолепестковыми поднимающими кулачками, они между собой подпружинены, обеспечивая надежное зацепление между эллиптическими шестернями.

Блоки механизма вращения колеса через соединительные планки многолепестковых вращающих кулачков полиспастов и через тяги крепятся подвижно к вертикальным стойкам, которые соединены с платформой, предотвращая поворот механизма вращения колеса относительно оси под действием нагрузки. Тяги прикреплены к платформе, которая с нагрузкой или без, через механизм вращения колеса обеспечивает вращение колеса-двигателя.

Центральное, одностороннее расположение механизма вращения колеса на консольно закрепленном колесе со свободной стороной позволяет использовать к.с.., равное почти двум, что говорит о том, что размер многолепесткового вращающего кулачка приближается к максимальному и почти равен радиусу кольца колеса, а момент вращения также приближается к максимальному.

Многолепестковый вращающий кулачок при увеличенном числе лепестков позволяет использовать или меньший размер однолепесткового поднимающего кулачка, или меньший угол подъема.

Центральное расположение механизма вращения колеса целесообразно использовать для стационарного неперемещающегося колеса-двигателя, т.к. в этом случае отсутствует составляющая момента вращения от смещения приложения нагрузки относительно центра колеса-двигателя.

Это четвертый вариант колеса-двигателя, имеющий при прочих равных условиях максимальный размер многолепесткового вращающего кулачка и максимальный момент вращения.

Одностороннее расположение блоков можно использовать и с внутренней, осевой стороны колеса. В этом случае смещенный механизм вращения колеса можно применить при осевом креплении колеса типа перемещающейся железнодорожной колесной пары. Принцип взаимодействия в смещенном, одностороннем механизме вращения колеса аналогичен одностороннему, центрально расположенному.

При одностороннем, смещенном расположении механизма вращения колеса в перемещающемся колесе типа железнодорожная колесная пара, имеющая значительный диаметр, ось не позволяет использовать многолепестковый вращающий кулачок масимальных размеров, что не позволяет получить максимальный момент вращения. Но применить в этом варианте к.с.., равную четырем, возможно.

Это пятый вариант колеса-двигателя, имеющий при прочих равных условиях компактную конструкцию и значительный момент вращения.

На фиг.1 показано колесо-двигатель вилочного крепления, вид спереди, с однолепестковыми вращающими кулачками /ВК/ и поднимающими кулачками /ПК/ с круглыми промежуточно вращающимися дисками /ПВД/ и порталом, к.с..=6;

на фиг.2 - двусторонний, смещенный механизм вращения колеса вилочного крепления с однолепестковыми ВК и ПК, круглыми ПВД и порталом, к.с..=6;

на фиг.3 - колесо-двигатель вилочного крепления, вид сбоку с однолепестковыми ВК и ПК, круглыми ПВД и порталом, к.с..=6;

на фиг.4 - колесо-двигатель вилочного крепления, вид сверху с однолепестковыми ВК и ПК, круглыми ПВД и порталом, к.с..=6;

на фиг.5 - одноступенчатый кулачковый полиспаст /кул. пол./ из однолепестковых ПК с однолепестковыми ВК, к.с..=6;

на фиг.6 - двухступенчатый кул. пол. из однолепестковых ПК с однолепестковым ВК, к.с..=6;

на фиг.7 - трехступенчатый кул. пол. из однолепестковых ПК с однолепестковым ВК, к.с..=3;

на фиг.8 - трехступенчатый кул. пол. из двухлепестковых ПК с двухлепестковым ВК, к.с..=3;

на фиг.9 - колесо-двигатель вилочного крепления с одноступенчатым кул. пол., механизмом увеличения числа оборотов /у.ч.о./, двухлепестковым ВК, к.с..=3,5;

на фиг.10 - двусторонний, смещенный механизм вращения колеса вилочного крепления с одноступенчатым кул. пол., механизмом у.ч.о., двухлепестковым ВК, к.с..=3,5;

на фиг.11 - рабочий блок двустороннего, смещенного механизма вращения колеса вилочного крепления с одноступенчатым кул. пол., механизмом у.ч.о. и трехлепестковым ВК, к.с..=3;

на фиг.12 - колесо-двигатель консольного крепления, односторонний механизм вращения колеса центрального расположения с одноступенчатым кул. пол., механизмом у.ч.о. и четырехлепестковым ВК, к.с..=2;

на фиг.13 - колесо-двигатель осевого крепления типа железнодорожной колесной пары, смещенный односторонний-механизм вращения колеса с одноступенчатым кул. пол., механизмом у.ч.о. и четырехлепестковым ВК, к.с..=4.

Колесо-двигатель вилочного крепления с однолепестковыми вращающими и поднимающими кулачками, круглыми промежуточно вращающимися дисками и порталом.

Перемещающееся колесо-двигатель фиг.1 состоит собственно из колеса 1 вилочного крепления и двустороннего смещенного механизма вращения колеса 2.

Механизм вращения колеса фиг.2, расположенный не по центру колеса, состоит из двух качающихся блоков - рабочего 3 и холостого 4, поочередно меняющихся и находящихся по разные стороны колеса 1, из портала 5, объединяющего эти блоки, из двух колец колеса 6, соосно закрепленных в колесе с двух сторон, и из двух промежуточно вращающихся дисков 12.

Блок фиг.2 состоит из однолепесткового вращающего кулачка 7 с углом занижения, из однолепесткового поднимающего кулачка 8 с углом подъема, из оси 10, на которой они закреплены, и из качающейся соединительной планки 9, в которой вращается ось 10.

В портале 5, который представляет собой жесткую конструкцию, соосно с двух сторон закреплены две оси 11, на которых вращаются круглые промежуточно вращающиеся диски 12, а также закреплены на уровне оси колеса 1 две полуоси 13 для крепления вилки 14 колеса или платформы с нагрузкой (фиг.3).

В рабочем блоке 3 круглый промежуточно вращающийся диск 12 воздействует на минимальный радиус R₁, начало поднимающей рабочей поверхности, однолепесткового поднимающего кулачка 8, имеющего эксцентриситет "е". В то же время, однолепестковый вращающий кулачок 7-3 воздействует максимальным R₃, началом занижающей рабочей поверхности на кольцо колеса 6. Максимальный R₂ однолепесткового поднимающего кулачка 8-3 относительно максимального R₃ однолепесткового вращающего кулачка 7-3 расположен под определенным углом в силу смещения механизма вращения колеса, это смещение обеспечивает при контакте однолепесткового вращающего кулачка 7-3 своим максимальным ₃ с кольцом колеса 6 расположение минимального R₁ однолепесткового поднимающего кулачка 8-3 в верхней точке.

С другой стороны колеса 1 расположен холостой блок 4, в котором к круглому промежуточно вращающемуся диску 12 поджат максимальным R₂ однолепестковый поднимающий кулачок 8-4, а однолепестковый вращающий кулачок 7-4 заниженной холостой поверхностью не контактирует минимальным R₄ с кольцом колеса 6. Соединительная планка 9-4 подпружинена вверх, чтобы исключить препятствие для вращения колеса-двигателя от веса вращающего кулачка 7-4 и поднимающего кулачка 8-4.

В кольце колеса 6 закреплены диски с пазами 15, в которые входят штифты 16, запрессованные в однолепестковые вращающие кулачки 7-3 и 7-4, представляющие механизм синхронизации колеса фиг.4.

Однолепестковые вращающие кулачки 7 и поднимающие кулачки 8 через соединительные планки 9, а круглые промежуточно вращающие диски 12 через портал 5 соединены подвижно с вертикальными стойками 17 (фиг.3). Соединительные планки 9 соединены с вертикальными стойками 17 на половине величины опускания h=2"е" осей 10 блоков 3 и 4. Вертикальные стойки 17 неподвижно соединены с неподвижными пластинами 18, которые одним концом закреплены на оси колеса 1, а вторым концом, через уголки 19 и пластины 20, соединены с вилкой 14 колеса или платформой.

Работает двусторонний смещенный механизм вращения колеса с однолепестковыми вращающими и поднимающими кулачками, круглыми промежуточно вращающимися дисками и порталом следующим образом.

На портал 5 через полуоси 13 действует вилка 14 колеса или платформа с грузом фиг.3. Эта же нагрузка через портал 5, ось 11 и круглый промежуточно вращающийся диск 12 действует на рабочий блок 3. Далее, через однолепестковый поднимающий кулачок 8-3 и через ось 10-3 нагрузка передается однолепестковому вращающему кулачку 7-3, который максимальным R₃ началом рабочей занижающей поверхности воздействует на кольцо колеса 6. Занижающая рабочая поверхность однолепесткового вращающего кулачка 7-3 это та же наклонная плоскость только на диске, и поэтому эта поверхность заставляет поворачиваться и опускаться однолепестковый вращающий кулачок 7-3, за счет чего и происходит работа. Поворачиваясь, однолепестковый вращающий кулачок 7-3 поворачивает кольцо колеса 6, которое через спицы соединено с колесом 1 и также поворачивает его. К моменту вращения колеса 1 от воздействия однолепесткового вращающего кулачка 7-3 добавляется момент вращения колеса-двигателя из-за расположения механизма вращения колеса не по центру. Колесо-двигатель контактирует с дорогой и вследствие вращения перемещается по ней.

Однолепестковый вращающий кулачок 7-3 и однолепестковый поднимающий кулачок 8-3 закреплены на одной оси 10-3, но с угловым смещением их максимальных R из-за расположения механизма вращения колеса 2 не по центру. При контакте однолепесткового вращающего кулачка 7-3 максимальным R₃ с кольцом колеса 6 однолепестковый поднимающий кулачок 8-3 контактирует с круглым промежуточно вращающимся диском 12 минимальным R₁, который расположен в верхней точке.

Под действием нагрузки однолепестковый вращающий кулачок поворачивается и опускается, поворачивая и опуская однолепестковый поднимающий кулачок 8, но за счет угла подъема он компенсирует опускание однолепесткового вращающего кулачка 7-3 и обеспечивает оси 11-3, на которой круглый промежуточно вращающийся диск 12 обкатывает однолепестковый поднимающий кулачок 8-3, а вместе с ней и порталу 5, в котором она закреплена, постоянное местоположение. Вместе с порталом 5 через полуоси 13 постоянное местоположение обеспечено и вилке 14 колеса или платформе.

С другой стороны колеса 1 в холостом блоке 4 к круглому промежуточно вращающемуся диску 12 поджат однолепестковый поднимающий кулачок 8-4 своим максимальным R₂, который находится в верхней точке. Против кольца колеса 6 находится минимальный R₄ начала поднимающей заниженной холостой поверхности однолепесткового вращающего кулачка 7-4, которая позволяет иметь зазор между ними. Для обеспечения зазора и исключения препятствия вращения колеса-двигателя соединительная планка 11-4 подпружинена вверх.

Передачу вращения от рабочего блока 3 к холостому 4 осуществляет механизм синхронизации колеса. Для этого в кольце колеса 6 с каждой стороны колеса 1 закреплены диски с пазами 15, а в однолепестковые вращающ