RU2570513C1 - Transport module - Google Patents

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: claimed module comprises sliding handle and caterpillar drive. Housing accommodates weight transducer, accelerometer, gyro and microcontroller. The latter comprises processor to read and to analyze the data from said transducers and to compute the user departure from vertical axis. Motor receives the instruction of microcontroller to be started in response to said instruction. Besides, it incorporates the storage battery, instrument module with transducers to measure mass distribution over feet support, housing position transducers, acceleration transducers for the data thereof to be transmitted to computer provided with appropriate software. Caterpillar drive can be connected with motor fitted inside the vehicle housing.

EFFECT: possibility of motion over irregular surfaces.

6 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к транспортным средствам, более подробно заявленное изобретение относится к транспортному средству, предназначенному для индивидуального перемещения, включающему по меньшей мере один электромотор, также по меньшей мере не менее одного гусеничного привода.The invention relates to vehicles, in more detail, the claimed invention relates to a vehicle intended for individual movement, including at least one electric motor, also at least one tracked drive.

Уровень техникиState of the art

На сегодняшний день известны различные виды индивидуальных самоходных транспортных средств, например моноколесо, сигвей и т.д. Несмотря на кажущуюся схожесть выполняемой задачи, данные транспортные средства сложно отнести к аналогам к аналогам изобретения, поскольку они имеют серьезные конструктивные различия. Кроме того, данные транспортные средства имеют ряд таких недостатков, как большие размеры: ни одно аналогичное устройство не помещается в сумку, а, значит, не является достаточно компактным, вес более 10 килограмм, неспособность передвигаться по поверхности, имеющей неровности.To date, various types of individual self-propelled vehicles are known, for example, a unicycle, a segway, etc. Despite the apparent similarity of the task, these vehicles are difficult to attribute to analogues to analogues of the invention, since they have serious structural differences. In addition, these vehicles have a number of disadvantages such as large sizes: no similar device fits in a bag, which means that it is not compact enough, weighing more than 10 kilograms, and the inability to move on an uneven surface.

Ближайшим аналогом изобретения является электросамокат ELTRECO RHINO LITIUM (elektrosamokaty/item/rhino_litium/), имеющий следующие характеристики: вес 37 кг, управление: с помощью ручки газа, электродвигатель 1000 Вт, 48 В, максимальная нагрузка: 120 кг, аккумулятор 12 А*ч/48 В (576 Вт*ч), пробег до 30 км.The closest analogue of the invention is the electric scooter ELTRECO RHINO LITIUM (elektrosamokaty / item / rhino_litium /), having the following characteristics: weight 37 kg, control: using the gas handle, electric motor 1000 W, 48 V, maximum load: 120 kg, battery 12 A * h / 48 V (576 Wh), mileage up to 30 km.

Данный электросамокат ELTRECO RHINO LITIUM имеет следующие существенные недостатки: большой вес, небезопасное для человека напряжение электрического тока, малый запас хода, большой расход электроэнергии (не менее 19.2 Вт*ч/км), невозможность сложить до размеров, помещающихся в стандартную сумку (под формат листа А4), невозможность в процессе транспортировки в нерабочем состоянии обезопасить окружающих от грязных деталей самоката.This electroscooter ELTRECO RHINO LITIUM has the following significant disadvantages: high weight, unsafe voltage for a person, low power reserve, high power consumption (at least 19.2 W * h / km), inability to fold to the size that fits in a standard bag (under the format sheet A4), the inability to protect the surrounding from dirty parts of the scooter during transportation during the inoperative state.

Заявленное изобретение не содержит вышеперечисленных недостатков.The claimed invention does not contain the above disadvantages.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей данного изобретения является создание компактного легкого, удобного в переноске транспортного средства на электротяге, способного перемещаться по различным поверхностям, в различных климатических условиях, и может использоваться различными категориями пользователей. Стоит отметить, что изобретение может использоваться людьми с ограниченными возможностями.The objective of the invention is to provide a compact lightweight, easy-to-carry vehicle on electric traction, able to move on various surfaces, in different climatic conditions, and can be used by various categories of users. It is worth noting that the invention can be used by people with disabilities.

Достигаемым техническим результатом заявленного изобретения являются компактность, малый вес, возможность переноса в сумке в сложенном состоянии, большой запас хода, возможность передвигаться по поверхностям различной степени неровности.Achievable technical result of the claimed invention are compactness, light weight, the ability to carry in a bag when folded, a large range, the ability to move on surfaces of varying degrees of unevenness.

Транспортное средство индивидуального пользования включает:Personal use vehicle includes:

корпус, выдвижную рукоятку и по крайней мере один гусеничный привод,housing, extendable handle and at least one track drive,

причем внутри корпуса размещен по меньшей мере один датчик веса, акселерометр и гироскоп,and at least one weight sensor, an accelerometer and a gyroscope are placed inside the housing,

микроконтроллер, содержащий вычислительный процессор, выполненный с возможностью считывания и анализа данных с датчиков и возможностью вычисления отклонения пользователя от вертикальной оси, микроконтроллер выполнен с возможностью подачи сигнала о начале движения на по меньшей мере один гусеничный привод в соответствии с данными отклонения пользователя от вертикальной оси,a microcontroller containing a computing processor configured to read and analyze data from the sensors and the ability to calculate the deviation of the user from the vertical axis, the microcontroller is configured to send a signal about the start of movement to at least one tracked drive in accordance with the data of the deviation of the user from the vertical axis,

электромотор, выполненный с возможностью получения команды от микроконтроллера и запуска в соответствии с этой командой,an electric motor configured to receive a command from the microcontroller and start in accordance with this command,

по меньшей мере один аккумулятор,at least one battery

по меньшей мере один гусеничный привод, выполнен с возможностью связи с электромотором, расположенным внутри корпуса транспортного средства.at least one tracked drive is configured to communicate with an electric motor located inside the vehicle body.

Кроме того, корпус представляет собой платформу длиной 27-45 см, высотой 5-7 см, шириной 15-30 см.In addition, the body is a platform 27-45 cm long, 5-7 cm high, 15-30 cm wide.

Также на корпусе размещен разъем для подзарядки аккумуляторов и/или кнопка включения питания устройства.Also on the case is a connector for recharging batteries and / or a power button for the device.

Дополнительно устройство может содержать подключенные к микроконтроллеру по меньшей мере один элемент из группы: модули GPS и/или Глонасс, гигрометр внешнего давления, датчик температуры, Bluetooth, модуль для подключения сетей WiFi, GSM, 3G/4G, WiMax.Additionally, the device may contain at least one element from the group connected to the microcontroller: GPS and / or Glonass modules, an external pressure hygrometer, a temperature sensor, Bluetooth, a module for connecting WiFi, GSM, 3G / 4G, WiMax networks.

Корпус может быть выполнен из материала, выбранного из группы: железо, магний, пластик, композитные материалы на основе углерода, алюминий, дюралиминий, медь, олово, свинец, нержавеющая сталь, сталь, полиэтилен, фторпласт.The case can be made of a material selected from the group: iron, magnesium, plastic, carbon-based composite materials, aluminum, duraluminium, copper, tin, lead, stainless steel, steel, polyethylene, fluoroplastic.

Гусеничная лента выполнена из материала, выбранного из группы: резина, композитные материалы, включающие в состав углерод, алюминий, медь, железо,The caterpillar track is made of a material selected from the group: rubber, composite materials, including carbon, aluminum, copper, iron,

Т.е. устройство по заявленному изобретению включает электромоторы (преимущественно бесколлекторные), аккумуляторы, микроконтроллер, управляющий движением электромотора, считывающий информацию с датчиков, управляющий включением электронных устройств, USB и экран (на чертеже не указаны, т.к. находятся на другой стороне), гусеничный привод, состоящий из осей, подшипников, направляющих, приводов, гусеницы, пружин, амортизирующих деталей, который связан с электромотором, например, посредством вала, при этом (гусеница может быть изготовлена из различных видов резины, железа, алюминия, композитных материалов на основе углерода (карбон)), по меньшей мере датчик веса, акселерометр и/или гироскоп (датчик вертикали). Устройство также может содержать в комплекте раскладывающуюся ручку, увеличивающую геометрические размеры по оси у до 1600 мм.Those. the device according to the claimed invention includes electric motors (mainly brushless), batteries, a microcontroller that controls the movement of the electric motor, reads information from sensors, controls the inclusion of electronic devices, USB and a screen (not shown in the drawing, because they are located on the other side), tracked drive consisting of axles, bearings, guides, drives, tracks, springs, shock absorbing parts, which is connected to an electric motor, for example, by means of a shaft, while (the track can be made of different natural types of rubber, iron, aluminum, composite materials based on carbon (carbon)), at least a weight sensor, accelerometer and / or gyroscope (vertical sensor). The device may also contain a folding handle that increases the geometric dimensions along the y axis to 1600 mm.

Кроме того, заявленный транспортный модуль имеет разъем для подзарядки (на чертеже не показано).In addition, the claimed transport module has a connector for recharging (not shown in the drawing).

Гусеничный привод или гусеничные приводы могут быть расположены с противоположной стороны от платформы для установки ног пользователя (например частично утоплены в корпус устройства).The caterpillar drive or caterpillar drives can be located on the opposite side of the platform for the installation of the user's feet (for example, partially recessed into the body of the device).

Также заявленное устройство может быть доукомплектовано следующими элементами (на чертеже не показано): модули GPS и/или Глонасс, гигрометр внешнего давления, датчик температуры, Bluetooth, модули для подключения сетей WiFi, GSM, 3G/4G, WiMax, которые подключены к микроконтроллеру.Also, the claimed device can be understaffed with the following elements (not shown in the drawing): GPS and / or Glonass modules, an external pressure hygrometer, a temperature sensor, Bluetooth, modules for connecting WiFi, GSM, 3G / 4G, WiMax networks that are connected to the microcontroller.

Примеры комплектующих, которые могут быть использованы в заявленном изобретении:Examples of components that can be used in the claimed invention:

Пример аккумулятора: аккумулятор серии b1-5c (nokia) или другие аккумуляторы емкостью не менее 150 Вт*ч/кг.Example of battery: b1-5c series battery (nokia) or other batteries with a capacity of at least 150 W * h / kg.

Мотор состоит из магнита и обмоток, и 3 контактов, связанных с разными обмотками.The motor consists of a magnet and windings, and 3 contacts associated with different windings.

Пример мотора: NTM Rotor Drive 450 Series 1700KV/930W или электромоторы с КПД не менее 75%.Motor example: NTM Rotor Drive 450 Series 1700KV / 930W or electric motors with an efficiency of at least 75%.

Пример гусеничной ленты: ремень генератора для ВАЗ 2108An example of a caterpillar track: a generator belt for a VAZ 2108

Пример подшипников: подшипник генератора ВАЗ 2108Bearing example: VAZ 2108 generator bearing

Пример шкивов: шкив от генератора ВАЗ 2108An example of pulleys: a pulley from a VAZ 2108 generator

Герметичный подшипник, влагостойкий подшипник, пылезащищенный подшипник, осевой подшипник, коррозионно-устойчивый.Sealed bearing, moisture resistant bearing, dustproof bearing, axial bearing, corrosion resistant.

Пример пружины: пружина от ГРМ ВАЗ 2105.An example of a spring: a spring from a timing belt VAZ 2105.

Датчик веса: пьезоэлектрический.Weight Sensor: Piezoelectric.

Гусеничная лента может быть из резины, композитных материалов и включать в состав углерод, алюминий, медь, железо и др. металлы.The caterpillar track can be made of rubber, composite materials and include carbon, aluminum, copper, iron and other metals.

Материалы корпуса могут быть, железо, магний, пластик, композитные материалы на основе углерода, алюминий, дюралюминий, медь, олово, свинец, нержавеющая сталь, сталь, полиэтилен, фторпласт, и др.Case materials can be, iron, magnesium, plastic, carbon-based composite materials, aluminum, duralumin, copper, tin, lead, stainless steel, steel, polyethylene, fluoroplastic, etc.

Материалы подшипников: сталь, нержавеющая сталь, пластик.Bearing materials: steel, stainless steel, plastic.

Материалы электромоторов, медь, серебро, золото, ртуть, пластик, железо, сталь, алюминий.Materials of electric motors, copper, silver, gold, mercury, plastic, iron, steel, aluminum.

Материалы, используемые в заявленном изобретении: алюминий и его сплавы, а также другие прочные материалы.Materials used in the claimed invention: aluminum and its alloys, as well as other durable materials.

Поверхности, по которым может передвигаться транспортный модуль: рыхлая земля, песок, лед, снег, снег со льдом, песок с землей, сырая земля, глина, трава, асфальт, мокрый асфальт, мокрая трава, щебень.Surfaces on which the transport module can move: loose earth, sand, ice, snow, snow with ice, sand with earth, moist earth, clay, grass, asphalt, wet asphalt, wet grass, gravel.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Заявленное изобретение в частном случае его выполнения поясняется нижеследующими чертежами:The claimed invention in the particular case of its implementation is illustrated by the following drawings:

Фиг. 1FIG. one

1 Электромоторы.1 Electric motors.

2 Аккумулятор.2 Battery.

3 Микроконтроллер.3 microcontroller.

4 Гусеничные приводы, состоящие из осей, подшипников, направляющих, приводов, гусеницы, пружин, амортизирующих деталей.4 Caterpillar drives, consisting of axles, bearings, guides, drives, tracks, springs, shock absorbing parts.

5 Датчики веса.5 Weight sensors.

6 Акселерометр и Гироскоп (датчик вертикали).6 Accelerometer and Gyroscope (vertical sensor).

Фиг. 2FIG. 2

2 (а) Состояние в рабочем режиме2 (a) Operating condition

5. Выдвижная часть рукоятки5. Extendable handle

6 Часть рукоятки для хвата руками6 Hand grip part

7 Площадка для ног7 Foot pad

8. Пространство для сложенной рукоятки8. Space for folded handle

9. Индикатор заряда аккумулятора9. Battery indicator

10. USB10. USB

11. Кнопка включения11. Power button

2 (б) Складывание из рабочего режима (сложение рукоятки, сдвиг телескопической части ручки в короткое положение, складывание ручки в выему в корпусе на поворотном шарнире (не показано на чертеже). Механизм рукоятки телескопический, со складывающимися рукоятками (площадки для рук) (6). Также для ручки в корпусе имеется углубление (8), в которое она убирается во время транспортировки.2 (b) Folding out of the operating mode (folding the handle, shifting the telescopic part of the handle to a short position, folding the handle into a hollow in the housing on a swivel joint (not shown in the drawing). The handle mechanism is telescopic, with folding handles (hand platforms) (6 ). There is also a recess (8) for the handle in the housing, into which it is removed during transportation.

2 (в) Сложенное состояние, удобное для переноски. Со спрятанными (прикрытыми) грязными (рабочими) поверхностями, соприкасающимися с ногами (обувью) пользователя и поверхностью, по которой перемещался транспортный модуль.2 (c) Folded condition, easy to carry. With hidden (covered) dirty (working) surfaces in contact with the feet (shoes) of the user and the surface on which the transport module moved.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Осуществление изобретения поясняется следующим примером, характеризующим частный случай его выполнения.The implementation of the invention is illustrated by the following example, characterizing a special case of its implementation.

В рабочем состоянии крышка образует поверхность для ног и открывает гусеничные приводы, а в закрытом закрывает все рабочие поверхности транспортного модуля, позволяя хранить и класть в сумку транспортный модуль, не пачкаясь.In working condition, the lid forms the surface for the legs and opens the tracked drives, and in closed it closes all the working surfaces of the transport module, allowing you to store and put the transport module in the bag without getting dirty.

Пользователь перед использованием устройства достает из корпуса ручку, выдвигает телескопический механизм ручки, выдвигает рукоятку (5), как показано на Фиг. 2 (а), и раскладывает площадки для рук (6), а также, переворачивая крышку, открывает гусеничные приводы и становится на площадку для ног.Before using the device, the user pulls the handle out of the housing, extends the telescopic handle mechanism, extends the handle (5), as shown in FIG. 2 (a), and lays out the platforms for the hands (6), and also, turning the lid, opens the tracked drives and stands on the platform for the legs.

Далее пользователь нажимает кнопку (11) выхода из режима ожидания (также запуск транспортного модуля может происходить от раскрытия крышки), переходит в рабочий режим. В этот момент микроконтроллер (3), имеющий вычислительный процессор, который начинает анализировать данные с датчиков (5, 6) и подавать команды на различные компоненты транспортного модуля.Next, the user presses the button (11) to exit the standby mode (also, the launch of the transport module can occur from the opening of the lid), goes into operating mode. At this point, the microcontroller (3) having a computing processor that begins to analyze data from sensors (5, 6) and give commands to various components of the transport module.

После этого пользователь устанавливает транспортный модуль на поверхность и встает на площадку для ног (7). После этого пользователь отклоняется от вертикальной оси, и микроконтроллер, анализируя информацию с различных датчиков, начинает движение.After that, the user sets the transport module to the surface and stands on the foot pad (7). After that, the user deviates from the vertical axis, and the microcontroller, analyzing information from various sensors, begins to move.

Микроконтроллер (3) управляет ускорением, поддержанием скорости и поворотом.The microcontroller (3) controls acceleration, speed maintenance and rotation.

Микроконтроллер при помощи датчиков веса, расположенных на краях платформы для ног, и датчика отклонения корпуса транспортного модуля определяет угол отклонения тела пользователя от вертикальной прямой. Т.е. при наклоне вперед датчики веса, расположенные спереди, определят увеличение веса, а датчики, расположенные сзади, определят уменьшение веса. Подобным образом датчики веса реагируют на отклонения вправо, влево, назад.Using the weight sensors located on the edges of the foot platform and the deflection sensor of the transport module housing, the microcontroller determines the angle of deviation of the user's body from the vertical line. Those. when leaning forward, the weight sensors located on the front will detect the weight increase, and the sensors located on the back will detect the weight reduction. Similarly, weight sensors respond to deviations to the right, left, back.

Также при наклоне корпуса транспортного модуля микроконтроллер вычисляет отклонения тела пользователя на не горизонтальных поверхностях.Also, when the transport module case is tilted, the microcontroller calculates the deviations of the user's body on non-horizontal surfaces.

Микроконтроллер, получив информацию с датчиков веса и наклона корпуса, анализирует полученную информацию (не менее 100 раз в секунду) и, проведя вычисления, получает градус отклонения тела пользователя.The microcontroller, having received information from the weight and tilt sensors of the case, analyzes the information received (at least 100 times per second) and, after calculating, it receives the degree of deviation of the user's body.

Таким образом, получая информацию о градусе отклонения вперед, назад, вправо, влево, микроконтроллер подает сигнал на электромотор (управление электромотора) об ускорении, замедлении (торможение), повороте направо, налево соответственно (торможение производится при помощи электромотора, вращающегося в обратном направлении, или при помощи рекуперации энергии посредством электромотора).Thus, receiving information about the degree of deflection forward, backward, right, left, the microcontroller sends a signal to the electric motor (electric motor control) about acceleration, deceleration (braking), turning right, left, respectively (braking is performed using an electric motor rotating in the opposite direction, or through energy recovery through an electric motor).

Интенсивность ускорения/замедления зависит от угла наклона от вертикального положения.The intensity of acceleration / deceleration depends on the angle of inclination from the vertical position.

Радиус поворота зависит от угла наклона и скорости. Чем больше скорость, тем меньше радиус поворота, чем больше отклонение, тем меньше радиус поворота.The turning radius depends on the angle of inclination and speed. The greater the speed, the smaller the turning radius, the greater the deviation, the smaller the turning radius.

Поворот осуществляется за счет разницы скорости передвижения гусеничного полотна. При повороте влево, правая гусеница опережает левую. При повороте вправо левая гусеница опережает правую.The rotation is carried out due to the difference in the speed of movement of the track. When turning left, the right caterpillar is ahead of the left. When turning right, the left caterpillar is ahead of the right.

Claims (6)

1. Транспортное средство индивидуального пользования, включающее корпус, выдвижную рукоятку и по крайней мере один гусеничный привод, причем внутри корпуса размещен по меньшей мере один датчик веса, акселерометр и гироскоп, микроконтроллер, содержащий вычислительный процессор, выполненный с возможностью считывания и анализа данных с датчиков и возможностью вычисления отклонения пользователя от вертикальной оси, микроконтроллер выполнен с возможностью подачи сигнала о начале движения на по меньшей мере один гусеничный привод в соответствии с данными отклонения пользователя от вертикальной оси, электромотор, выполненный с возможностью получения команды от микроконтроллера и запуска в соответствии с этой командой, по меньшей мере один аккумулятор, по меньшей мере один гусеничный привод, выполненный с возможностью связи с электромотором, расположенным внутри корпуса транспортного средства.1. A personal vehicle, including a housing, a retractable handle and at least one track drive, with at least one weight sensor, an accelerometer and a gyroscope, a microcontroller comprising a computing processor configured to read and analyze data from sensors and the ability to calculate the deviation of the user from the vertical axis, the microcontroller is configured to send a signal about the start of movement to at least one tracked drive in accordance In accordance with the user deviation from the vertical axis, an electric motor configured to receive a command from the microcontroller and start in accordance with this command, at least one battery, at least one tracked drive, configured to communicate with an electric motor located inside the vehicle’s body facilities. 2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что корпус представляет собой платформу длиной 27-45 см, высотой 5-7 см, шириной 15-30 см.2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the casing is a platform 27-45 cm long, 5-7 cm high, 15-30 cm wide. 3. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что на корпусе размещен разъем для подзарядки аккумуляторов и/или кнопка включения питания устройства.3. The vehicle according to claim 1, characterized in that on the housing there is a connector for recharging the batteries and / or the power button of the device. 4. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит подключенные к микроконтроллеру по меньшей мере один элемент из группы: модули GPS и/или Глонасс, гигрометр внешнего давления, датчик температуры, Bluetooth, модуль для подключения сетей WiFi, GSM, 3G/4G, WiMax.4. The vehicle according to claim 1, characterized in that it further comprises at least one element from the group connected to the microcontroller: GPS and / or Glonass modules, an external pressure hygrometer, temperature sensor, Bluetooth, a module for connecting WiFi, GSM networks, 3G / 4G, WiMax. 5. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен из материала, выбранного из группы: железо, магний, пластик, композитные материалы на основе углерода, алюминий, дюралиминий, медь, олово, свинец, нержавеющая сталь, сталь, полиэтилен, фторпласт.5. The vehicle according to claim 1, characterized in that the casing is made of a material selected from the group: iron, magnesium, plastic, carbon-based composite materials, aluminum, duralumin, copper, tin, lead, stainless steel, steel, polyethylene fluoroplastic. 6. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что гусеничная лента выполнена из материала, выбранного из группы: резина, композитные материалы, включающие в состав углерод, алюминий, медь, железо. 6. The vehicle according to claim 1, characterized in that the track is made of a material selected from the group: rubber, composite materials comprising carbon, aluminum, copper, iron.

Images