Колесо Airtrax едет в любую сторону

Перед нами погрузчики и транспортные тележки, которые могут двигаться в любом направлении, не разворачиваясь. Вращаться на месте и двигаться вперёд, вращаясь. Вы, наверняка, можете припомнить несколько вариантов технической реализации такой возможности. Но это решение одновременно и простое, и очень изящное.
Sidewinder может переехать довольно толстую доску. И въехать с длинными
Sidewinder может переехать довольно толстую доску. И въехать с длинными "деревяшками" в ворота, боком, куда обычный погрузчик с теми же досками (расположенными поперёк ворот) не въехал бы (кадры с сайта airtrax.com)
Американская компания Airtrax поставляет своим клиентам весьма необычную технику. При взгляде на фото возникает вопрос – и куда всё это хозяйство вращается, чтобы машина ехала? Давайте разбираться.

Итак, наша машина имеет четыре колеса. Все — ведущие. Каждое из них жёстко сидит на оси. Вправо-влево не поворачивается совсем. Про подвеску забудем, тем более, что в таких случаях, как здесь, она не нужна.

Привод каждого колеса устроен просто. Это обычный вал без всяких шарниров, которым колесо соединено с электромотором внутри корпуса машины.

Но как же мы будем поворачивать? А вот так. Каждое колесо оснащено 12 роликами, покрытыми резиной или полиуретаном. Ролики сгруппированы попарно в шесть округлых "бочонков" и совершенно свободно вращаются на своих осях, которые наклонены как к оси колеса, так и к его плоскости (что хорошо видно на фотографиях). Оси роликов жёстко закреплены в ступице колеса, похожей на звёздочку.

Каждый ролик представляет собой нечто вроде параболического тела вращения со спиленной верхушкой. Расположение роликов таково, что при взгляде точно вдоль оси колеса их внешние края образуют ровный круг.

При взгляде сбоку – колесо вполне круглое (кадры с сайта airtrax.com).
При взгляде сбоку – колесо вполне круглое (кадры с сайта airtrax.com).
Теперь, если все четыре колеса вращать в одну сторону – машина туда и поедет. Если бы ролики были соосны самому колесу – они бы просто проворачивались, и машина стояла бы на месте. Но они наклонены, причём – справа и слева – симметрично. Так возникает своего рода упор.

Если же колёса разных бортов вращать в разные стороны – наш странный аппарат будет разворачиваться как танк, то есть — на месте.

Но самое интересное, что, вращая каждое из четырёх колёс с различной скоростью и в разной комбинации, можно заставить эту машину совершать абсолютно любое движение на плоскости. Какое-то из колёс при этом может и вовсе остаться неподвижным. И просто скользить на своих свободно вращающихся роликах, если это нужно для разворота в нужную сторону.

Хотите – двигайтесь по диагонали с сохранением ориентации корпуса относительно сторон света, хотите – по диагонали с одновременным поворотом в любую другую сторону. Для движения в тесном складе или в цеху – свойство просто бесценное. Теперь можно подобраться в такие места, и выехать через такие коридоры, какие обычным погрузчикам или транспортёрам и не снились. Всё это обеспечивают силы трения между хитроумными роликами и дорогой.

Посмотрите на чертёж погрузчика, вид с левого борта. Видите нижние ролики, в данный момент, касающиеся поверхности?

По шесть сдвоенных обрезиненных роликов на колесо (они, ролики, вращаются свободно) – и готов механизм для движения в любом направлении. Главное – правильно рассчитать углы наклона осей и кривизну поверхностей. Обратите внимание – колёса одного борта не одинаковы, а зеркальные (кадр с сайта airtrax.com)
По шесть сдвоенных обрезиненных роликов на колесо (они, ролики, вращаются свободно) – и готов механизм для движения в любом направлении. Главное – правильно рассчитать углы наклона осей и кривизну поверхностей. Обратите внимание – колёса одного борта не одинаковы, а зеркальные (кадр с сайта airtrax.com)
Представьте теперь, что переднее колесо (оно слева) вращается против часовой, а заднее — по часовой стрелке. Силы от каждого колеса, те, что направлены вдоль машины, будут взаимно скомпенсированы. Но посмотрите, как при этом проворачиваются ролики, стоящие сейчас внизу? Они-то повёрнуты немного в стороны. Получающиеся силы трения будут толкать машину точно от вас.

С таким приводом и управлением компания выпускает целую гамму машин. Это и уже знакомый нам вилочный погрузчик — Sidewinder (электрический, на 1,36 тонны), а ещё — Phoenix – самоходная подъёмная платформа для обслуживания самолётов в аэропортах и MP2 — универсальная транспортная платформа для перемещения деталей или оборудования, как в цехах, так и на воздухе.

На страницах компании, посвящённым этим трём машинам, есть видеоролики, на которых отлично видно — как ловко двигается эта техника.

Очень интересные результаты получаются, когда колёса вращаются не просто в разные стороны, но с ещё и с различной скоростью. Умелый водитель сможет на таких машинах танцевать вальс.

Управляются эти всенаправленные штуковины джойстиками, которые посылают сигнал в компьютер. Компьютер вычисляет направление и скорость вращения для каждого колеса по отдельности, выдавая команду электродвигателям.

Чертёж погрузчика Airtrax Sidewinder (иллюстрация с сайта airtrax.com).
Чертёж погрузчика Airtrax Sidewinder (иллюстрация с сайта airtrax.com).
Так кто же автор этих "вывихнутых" роликов? Не вполне ясно. Компания пишет такую историю: всенаправленное колесо запатентовал шведский изобретатель, который продал его (патент) некой корпорации в США. В конце концов, права на технологию приобрели американские ВМФ (US Navy).

Это было в 1980-х годах. ВМФ собирались "приспособить" данную идею для тележек, перемещающих на кораблях различные грузы (боеприпасы). Успешно этот фокус у них прошёл или нет, не поясняется, но уже в наши дни военные передали эту технологию в компанию Airtrax: для коммерциализации в гражданской сфере.

Airtrax же не просто восприняла чужое изобретение, но существенно его доработала. И, судя по съёмкам, такие аппараты нашли себе покупателей.

А тот самый швед, о котором пишет компания, судя по всему, — Бенгт Илон (Bengt Ilon). Вот его патент 1975 года.

А вот более современный патент Дональда Харриса (Donald Harris), одного из менеджеров Airtrax.

Платформа Airtrax Phoenix пользуется той же технологией… (фото с сайта airtrax.com)
Платформа Airtrax Phoenix пользуется той же технологией… (фото с сайта airtrax.com)
Как видно, есть отличия, но идея, в общем-то, та же (кликните там на кнопочки Images).

Airtrax полагает, что сфер применения таких колёс – несть числа. Особенно ценно здесь то, что для обеспечения всенаправленного движения не нужно поворачивать в стороны сами колёса, что сильно упрощает их привод (кстати, в некоторых образцах машин компания встраивает электро— или гидромоторы прямо в ступицы).

А вообразите конструкцию, которая понадобилась бы, если бы мы захотели обеспечить управляемое колесо поворотом на все 180 градусов (вокруг вертикальной оси, по типу велосипедной передней вилки)? Какие потребовались бы механизмы привода и управления, какие гигантские колёсные ниши?

Всенаправленные колёса могут пригодиться как для транспортировки грузов на промышленных площадках, базах и складах, так и во вполне домашних условиях.

Не зря в декабре 2005 года группа учащихся высшей школы Upper Darby High School в Дрекселе (Drexel, штат Пенсильвания) получила грант от программы Lemelson-MIT размером в $10 тысяч: на создание первой в мире "всенаправленной" инвалидной коляски с "всенаправленной технологией" от Airtrax.

Кроме того...
Первый книжный сканер
Американская компания Atiz сообщила о начале производства нового необычного продукта — сканера, предназначенного специально для оцифровывания книг...
Кто подарил миру кроссовки?
Такое имя, как Адольф Дасслер, вряд ли знакомо большинству жителей планеты, но вот придуманные им в 1920-м году спортивные ботинки для бега, а...
Обувь, которую не носили
Впервые на туфли необычного вида, найденные при раскопках подмосковных курганов, обратил внимание известный отечественный археолог Артемий...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Разработана батарейка, работающая на воде
Разработана батарейка, работающая на воде Разработана батарейка, работающая на воде
Новый элемент питания был создан японской компанией Aqua Power System. Работает новинка в буквальном смысле на воде
Физики придумали очень тонкий тёплый лёд
Физики придумали очень тонкий тёплый лёд Физики придумали очень тонкий тёплый лёд
Если в поверхность алмаза внедрить ионы натрия, на ней тонкий слой льда не растает даже при температуре человеческого тела
Рисунок из наночастиц
Рисунок из наночастиц Рисунок из наночастиц
Учёные из IBM разработали процесс печати детализированных растровых изображений, использующий чернила с наночастицами. Этот процесс позволяет сохранить каталитические и оптические свойства наночастиц
Двигатель Бонда переведёт лайнеры на гиперзвуковые скорости
Двигатель Бонда переведёт лайнеры на гиперзвуковые скорости Двигатель Бонда переведёт лайнеры на гиперзвуковые скорости
Научиться перевозить 300 пассажиров из Брюсселя в Сидней не более чем за 4 часа — к такой заманчивой цели стремятся инженеры, работающие над новым глобальным гиперзвуковым авиалайнером. Интересно
Halluc II ходит на колёсах и ездит на ногах
Halluc II ходит на колёсах и ездит на ногах Halluc II ходит на колёсах и ездит на ногах
Колёсные средства передвижения хороши, но для колёс всё-же нужны дороги. Японцы решили просто добавить к возможности ездить на колёсах, также умение преодолевать различные препятствия "пешим ходом"
Колесо Airtrax едет в любую сторону
Колесо Airtrax едет в любую сторону Колесо Airtrax едет в любую сторону
Перед нами погрузчики и транспортные тележки, которые могут двигаться в любом направлении, не разворачиваясь. Вращаться на месте и двигаться вперёд, вращаясь. Вы, наверняка
Трёхмерные образы выросли из скоростного зеркала
Трёхмерные образы выросли из скоростного зеркала Трёхмерные образы выросли из скоростного зеркала
Новое устройство, созданное в США, способно вывести средства развлечения, рекламы или работы с графикой на новый уровень. Хотите узнать, как создать полностью объёмный образ предмета
Создан чип для ультраточного измерения заряда батареи
Создан чип для ультраточного измерения заряда батареи Создан чип для ультраточного измерения заряда батареи
Компания Texas Instruments (TI) создала микросхему, которая значительно точнее определяет, в течение какого времени мобильное устройство (будь то сотовый телефон
Норман Фостер нарисовал Spaceport America
Норман Фостер нарисовал Spaceport America Норман Фостер нарисовал Spaceport America
Коммерческий космопорт Spaceport America, строительство которого ведётся властями Нью-Мексико при активном участии компании Virgin Galactic, обнародовал финальный дизайн своего главного здания
Астрономы изучили планету из горячего льда
Астрономы изучили планету из горячего льда Астрономы изучили планету из горячего льда
В глубинах планеты вода находится под огромным давлением и в таком состоянии, которое на Земле получают лишь в лабораториях — в виде очень горячего (несколько сотен градусов) и очень плотного льда
Двойные звёзды
Двойные звёзды Двойные звёзды
В одном трактате Цицерон рассказал о двойном Солнце, которое люди вдруг узрели на небосклоне. Такое зрелище шокировало тогдашних наблюдателей. Что это было — так и не выяснилось, и явление посчитали неким знамением
Трёхмерная карта тёмной материи Вселенной
Трёхмерная карта тёмной материи Вселенной Трёхмерная карта тёмной материи Вселенной
Трёхмерная карта прошлого. Звучит претенциозно, но именно такую модель астрофизики построили на этот раз. Интересно, что на эту карту они смогли нанести то, чего никто никогда не видел
Американские ученые выяснили 9 факторов возникновения рака
Американские ученые выяснили 9 факторов возникновения рака Американские ученые выяснили 9 факторов возникновения рака
Ученые из Гарвардской школы здравоохранения в США провели уникальное исследование, в ходе которого установили 9 основных факторов, которые способствуют возникновению рака
Пользование мобильным телефоном провоцирует образование раковых клеток
Пользование мобильным телефоном провоцирует образование раковых клеток Пользование мобильным телефоном провоцирует образование раковых клеток
Новые страхи по поводу опасностей мобильной связи разгорелись после того, как ученые обнаружили, что излучение телефона способно спровоцировать деление клеток. Исследователи установили
Расшифрованы гены семи опасных болезней
Расшифрованы гены семи опасных болезней Расшифрованы гены семи опасных болезней
Глобальный прорыв в генетике, открывает путь к созданию новых способов лечения семи самых распространенных заболеваний. В результате крупнейшего в своем роде исследования ученые выявили 10 новых генов
Антибиотики: две стороны медали
Антибиотики: две стороны медали Антибиотики: две стороны медали
Антибиотики кардинально изменили медицину: они позволили успешно бороться с многими опасными инфекциями, благодаря чему резко уменьшилась смертность и возросла продолжительность жизни людей
Гигантская паутина стала шоком для учёных
Гигантская паутина стала шоком для учёных Гигантская паутина стала шоком для учёных
Громадная паутина, растянувшаяся на 180 метров, обнаружена на деревьях и кустарниках в техасском парке Lake Tawakoni. Это необычное явление серьёзно удивило многих посетителей парка и озадачило многих биологов
Археологи узнали, как появлялись на свет древнейшие города
Археологи узнали, как появлялись на свет древнейшие города Археологи узнали, как появлялись на свет древнейшие города
Согласно распространенной теории, древнейшие города всегда вырастали из небольшого единого центра. Однако обширное городское поселение Тель-Брак (Tell Brak или Nagar, "тель" по-арабски означает "курган")
Активность иммунной системы оказалась причиной появления новых видов
Активность иммунной системы оказалась причиной появления новых видов Активность иммунной системы оказалась причиной появления новых видов
Скрещивая различные генетические линии сорняка арабидопсис (Arabidopsis Thaliana) и сравнивая результаты скрещивания, ученые пришли к выводу
Планета людей. Коллекция фактов
Планета людей. Коллекция фактов Планета людей. Коллекция фактов
По состоянию на 30 августа 2007 года население планеты составляло почти 6 млрд. 615 млн. человек, причем число женщин несколько превышало число мужчин. В 1959 году Землю населяли 3 млрд., в 1999 году - 6 млрд. человек
Автомобильный ремень безопасности
Автомобильный ремень безопасности Автомобильный ремень безопасности
"Иногда мне звонят благодарные люди, которые остались живы благодаря ремням. Это согревает мне сердце и подсказывает, что я сделал кое-что для человечества." (Нильс Болин
Ножки Кука
Ножки Кука Ножки Кука
В 1779 году во время третьей кругосветной экспедиции его съели. Во время боя с аборигенами на берегу одного из Гавайских островов Kealakekua был убит, а потом съеден Джеймс Кук. Хотели Кука и съели Кука, правда

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Автомобильный ремень безопасностиАвтомобильный ремень безопасности
    "Иногда мне звонят благодарные люди, которые остались живы благодаря ремням. Это согревает мне сердце и подсказывает, что я сделал кое-что для человечества." (Нильс Болин
  • Чёрный ящик
  • Ножки Кука Ножки Кука
    В 1779 году во время третьей кругосветной экспедиции его съели. Во время боя с аборигенами на берегу одного из Гавайских островов Kealakekua был убит, а потом съеден Джеймс Кук. Хотели Кука и съели Кука, правда
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Halluc II ходит на колёсах и ездит на ногахHalluc II ходит на колёсах и ездит на ногах
    Колёсные средства передвижения хороши, но для колёс всё-же нужны дороги. Японцы решили просто добавить к возможности ездить на колёсах, также умение преодолевать различные препятствия "пешим ходом"
  • Колесо Airtrax едет в любую сторонуКолесо Airtrax едет в любую сторону
    Перед нами погрузчики и транспортные тележки, которые могут двигаться в любом направлении, не разворачиваясь. Вращаться на месте и двигаться вперёд, вращаясь. Вы, наверняка
  • Трёхмерные образы выросли из скоростного зеркалаТрёхмерные образы выросли из скоростного зеркала
    Новое устройство, созданное в США, способно вывести средства развлечения, рекламы или работы с графикой на новый уровень. Хотите узнать, как создать полностью объёмный образ предмета
  • Создан чип для ультраточного измерения заряда батареиСоздан чип для ультраточного измерения заряда батареи
    Компания Texas Instruments (TI) создала микросхему, которая значительно точнее определяет, в течение какого времени мобильное устройство (будь то сотовый телефон
  • Космос
  • Норман Фостер нарисовал Spaceport AmericaНорман Фостер нарисовал Spaceport America
    Коммерческий космопорт Spaceport America, строительство которого ведётся властями Нью-Мексико при активном участии компании Virgin Galactic, обнародовал финальный дизайн своего главного здания
  • Астрономы изучили планету из горячего льдаАстрономы изучили планету из горячего льда
    В глубинах планеты вода находится под огромным давлением и в таком состоянии, которое на Земле получают лишь в лабораториях — в виде очень горячего (несколько сотен градусов) и очень плотного льда
  • Двойные звёздыДвойные звёзды
    В одном трактате Цицерон рассказал о двойном Солнце, которое люди вдруг узрели на небосклоне. Такое зрелище шокировало тогдашних наблюдателей. Что это было — так и не выяснилось, и явление посчитали неким знамением
  • Трёхмерная карта тёмной материи ВселеннойТрёхмерная карта тёмной материи Вселенной
    Трёхмерная карта прошлого. Звучит претенциозно, но именно такую модель астрофизики построили на этот раз. Интересно, что на эту карту они смогли нанести то, чего никто никогда не видел
019