В настоящей работе предложено решение по созданию рамы и независимой системы подвески колесной платформы (рис. 1), которая обладает способностью одновременно вписываться в крутые повороты и преодолевать значительные неровности поверхности, сохраняя горизонтальное положение «грузовой» площадки (на рисунке ее каркас выделен цветом).
В основу предлагаемого комплексного решения конструкции рамы и подвески колесной платформы положено использование сочетаний механизмов шарнирного антипараллелограмма (четырехзвенных рычажных механизмов Беннетта) [1–3] (рис. 2).
Длины звеньев механизма удовлетворяют условиям: AB=DC и ВС=AD. Вращение кривошипов 1 и 3 происходит в противоположных направлениях, с неравными угловыми скоростями. Передаточное отношение i13=DE AE. Точка Е находится на пересечении оси шатуна 2 с прямой AD.
Шарнирно-сочлененное сопряжение «ломающейся» рамы, используемое в предлагаемом решении (рис. 3, звенья механизма шарнирного антипараллелограмма выделены цветом),описано в литературе [1] (рис. 4).
Длины звеньев механизма удовлетворяют условиям: AB=CD и BD=AC. Звенья 1, 2, 3 и 4 образуют шарнирный антипараллелограмм ABCD. При повороте звена 1 вокруг точки О звено 4 поворачивается в противоположном направлении вокруг точки О1. Поворот всей колесной платформы происходит вокруг точки Р, являющейся мгновенным центром вращения.
Маневренность колесной платформы достигается благодаря реализованной схеме двухосевого управления, которая обеспечивает совпадение колес задней оси с колеей колес передней оси.
На рис. 5 показано изменение положений двух полурам колесной платформы относительно друг друга.
Подвеска колес передней и задней осей (каждой в отдельности) представляет собой сочетание трех механизмов шарнирного антипараллелограмма (рис. 6).
Поведение системы подвески, в зависимости от перепада соприкосновения колес с поверхностью, проиллюстрировано на рис. 7.
Показанная совместная работа трех антипараллелограммных механизмов позволяет скомпенсировать неровности поверхности, по которой происходит движение колесной платформы, сохраняя горизонтальность «грузовой» площадки.