Блог

Шагоход своими руками чертежи. Шагоход своими руками

Наверное, каждый, столкнувшись с бездорожьем, мечтательно вздыхал: эх, вот бы тут иметь шагающий транспорт! И на крутой косогор на нем можно забраться, и любое нагромождение камней преодолеть. Видимо, и при освоении других планет подобные машины будут весьма кстати. Не случайно специалисты проявляют к ним не малый интерес. Еще в позапрошлом столетии известный русский математик П.Л.Чебышев разработал и построил шагающий. Подомный принцип положен в основу конструкций шагающих экскаваторов, работающих в горных и угольных карьерах, на строительстве каналов. Предлагаем и вам изготовить несложный шагоход. Взявшись за него, вы наверняка почувствуете вкус проблем, которые волнуют создателей аналогичных машин. А изготовив с друзьями несколько подобных машин, сможете устрагивать увлекательные соревнования.

Технология изготовления шагающего механизма (шагоход)

Чтобы сделать шагоход понадобятся узлы от, стандартный крепеж и детали от раскладных кроватей. Устройство его показано на рисунке 1. На основной площадке располагается сиденье водителя, привод перемещения и механизм поворота. При вращении рычагов 13 меняется взаимное положение площадки 3 и наружной опоры 1, чем и обеспечивается движение вперед. Фазы процесса перемещения показаны на рисунке 2.

Водитель вращает педали каретки 6, сидящие на одной оси с малой звездочкой 12, движение которой передается цепью на большую звездочку 11, укрепленную посередине правого (см. рис.) вала 7. Вал на наружном конце имеет такую же звездочку и связан цепью с левым валом, с аналогичной звездочкой. Таким образом, оба вала вращаются синхронно, с одинаковым числом оборотов. На наружных концах валов закреплены четыре рычага 23 – педали с шатунами, опирающиеся на наружную опору 1 и скрепленные с нею накладками. Когда последняя поднята, площадка опирается на грунт через свою поворотную опору 2. В этом положении вращением руля 9 через рычаг 5 может выполняться поворот площадки 3 с поднятой наружной опорой 1 относительно опоры 2. После опускания наружной опоры движение продолжается в ином направлении.

Для обеспечения плавного опускания площадки 3 (рис.2 – фазы Б-В) устанавливают амортизаторы 4. Без них при резком ударе педалей водитель может не усидеть на сиденье.

А сейчас расскажем более подробно о некоторых конструктивных решениях, ориентируясь на максимальное использование готовых – звездочек, шатунов, педалей, цепей, руля. Для изготовления трубчатых элементов площадки и наружной опоры советуем использовать трубы 22х1,5 от раскладушки. Элементы площадки соединяются сваркой, а еще бы лучше – пайкой латунью.

Валы 7 вращаются в разъемных подшипниках с разрезными фторопластовыми вкладышами. Для снижения веса хорошо бы выполнить валы из стальных подходящего размера.

Исходя из ориентировочного расчета (вес площадки с водителем – порядка 80 кг, усилие на педаль не более 15-20 кг) передаточное отношение ведущей 12 и ведомой 11 звездочек должно быть порядка 4…4,5.

Поворотный механизм показан на рисунке 3. Поворотная площадка состоит из трубы-опоры 1 с пластинами 8 на концах, фланцем и шкворнем 2, вращающимся в соответствующем отверстии основной площадки. На ее поперечной трубе имеется также фланец, а между фланцами для снижения трения – промежуточная фторопластовая шайба 3. Вращение поворотной площадки производится за палец 4 рычагом 5, закрепленным на конце рулевого вала 7. Вал проходит через рулевую колонку 6, на верхнем конце которой закреплен руль. Для улучшения сцепления с к пластинам 8 крепятся на клею или приклепываются резиновые накладки 9.

У концов опорных поверхностей, наружной опоры также установлены резиновые накладки, например, отрезки велосипедной покрышки длиной 100…150 мм (они показаны на рисунке 1).

Амортизатор (рис.4) выполняется из велосипедного шинного насоса 1. В отверстие для шланга ввертывается переходник 4 для шарнирного соединения с пальцами площадки 5. Шток насоса (без рукоятки) через палец 7 и хомут 6 также шарнирно соединяется с наружной опорой. К корпусу насоса приваривается или припаивается латунью бобышка 2 с дроссельным винтом 3 для регулирования выхода воздуха из цилиндра, чем и настраивают плавное опускание площадки, то есть собственно амортизацию. Настройка правого и левого амортизаторов должна быть одинаковой, иначе площадка при опускании будет перекашиваться.

Сделать шагоход своими руками не сложно, тут главное что бы все детали были ровными и одного размера, иначе шагоход будет хромать.

Сам механизм перемещения ног у шагохода весьма простой, практически такой же используется в самодельной игрушке Шагающий робот из скрепок.

Посмотрите на рисунок ниже, на нем показаны все детали самодельного шагохода.

Для изготовления шагохода возьмите основу 110х50х3 мм, это может быть пластик, оргстекло или фанера. Так же потребуется микроэлектродвигатель с редуктором, 2 колеса с коленчатыми валами и 12 скоб.

Колеса проще всего изготовить из фанеры, берите фанеру толщиной 3 мм, а для коленчатого вала используйте стальную проволоку диаметром 2 мм. Можно использовать вязальные спицы или спицы из старого зонта. Скобы проще взять готовые из металлического конструктора.

Для начала закрепляется электродвигатель с редуктором. Расположить их необходимо так, чтобы вал редуктора проходил над центром пластины. Наденьте на вал редуктора центральные скобы и закрепите их так, чтобы не выступали головки винтов. Крайние скобы 2 делаются несколько большего размера с проточкой под винт, чтобы регулировать выступ скобы над торцевой поверхностью рамы. Шарнирные оси центральных и боковых скоб должны располагаться на одной горизонтали.

Траектория движения стопы 7 при работе модели зависит от соотношения длин звеньев, которые лучше всего подобрать опытным путем. Эту работу советуем проводить на картонных полосках. Если длину длинных звеньев принять равной 115-120 мм, то два оставшихся будут равны 70 и 50 мм. Соедините готовые звенья между собой шарнирно. Роль шарниров могут выполнять кнопки. Закрепите получившуюся рычажную систему на листе картона или фанеры в точках е и m, лучше всего швейными иголками. При вращении точки n относительно m точка a должна описывать траекторию, близкую к показанной на рисунке. Изменяя длины звеньев в точках b и d, можно подобрать необходимую высоту подъема стопы и ширину шага.

Теперь приступим к изготовлению рычажной системы ног. Их лучше всего сделать из старых пластмассовых линеек. Вырежьте полоски шириной 4-6 мм и толщиной 1,5-2 мм. Посередине звеньев ас и сn надфилем выполните пропилы шириной 15-20 мм на глубине, равной половине толщины пластин. Аналогичные пропилы должны быть на краях длинных пластин в месте их шарнирного крепления (в точке с). На пластинах bl и de пропилы по краям надо сделать на противоположных поверхностях.

Стопы шагохода из фанеры размером 20X30 мм. К стопе жестко крепится скоба, которая в свою очередь шарнирно соединяется с рычажной системой в точке а. Чтобы обеспечить шарнирное соединение в точках а, b, с, d, используйте медные заклепки диаметром 1 мм. Отверстия под заклепки сверлятся чуть большего диаметра. Можно использовать также кусочки медной или алюминиевой проволоки.

Порядок сборки шагохода своими руками такой: к звену ас крепится стопа и звено be, к звену сn крепится звено de, и далее звенья соединяются между собой.

Навесьте и жестко закрепите колеса на валу редуктора. Установите коленчатые валы. Соедините рычажную систему с коленчатым валом шарнирно, установите шайбы. Концы коленчатого вала необходимо расклепать. Соберите «ноги» попарно. Если «ноги» I и III закреплены в верхнем положении колеса, то «ноги» II и IV - в нижнем.

Навесив рычажную систему, подгоните и закрепите гайкой скобы 2. Батарейку разместите сверху на несущей раме. Регулировать ход можно, изменяя попарно точки закрепления звена сn на колесе.

Если у вас нет подходящих материалов для изготовления шагохода своими руками, то можно купить готовый набор как на видео ниже.

Обратите внимание – эта сборная игрушка не требует электродвигателя! Для передвижения ей достаточно силы ветра. В домашних условиях ветер можно организовать просто включив вентилятор.

Купить набор для сборки самодельного шагоходаможно

Посмотрите на рисунок ниже, на нем показаны все детали самодельного шагохода.

Купить набор для сборки самодельного шагоходаможно

Иногда встречаешь в интернете информацию, веришь, а оказывается ерунда какая то придуманная. А вот иногда встречаешь ерунду придуманную и думаешь, ну почему это не реальная информация. А ведь кто то наверняка ей поверил!

Есть такойсайтик «Ока-тюнинг», ребята видать там отрываются по полной:-) Еще раз предупреждаю про наличие чувства юмора, иначе не портите себе настроение! Так вот среди прочего что они пишут:

Пользуясь наработками НАМИ по теме 1517Ш-2, мы ["Ока-тюнинг"] разработали серию шагоходов как военного, так и гражданского применения. Как ни странно, нам удалось использовать многие узлы исходной машины (элементы подвески, трансмиссии, управления, интерьера), что позволило удешевить разработку. Композитные материалы в конструкции опор существенно снизили массу.

Двигатель Honda расположен за передними сиденьями (над основными опорами). Управление осуществляется компьютерной системой с трехкратным резервированием.

Шагоход модели Dino — переходная модель от четырехопорных к двухопорным. Передние опоры используются при парковке и при движении по сложному рельефу. На этой машине была отработана развитая гироскопическая система стабилизации, отлажены программы под различные виды походок. По заказу МО разрабатывается военная модификация МАрШ-2 с развитыми манипуляторами вместо передних опор. Вооружение (7,62 мм пулемет и два гранатомета) размещено в подкапотном пространстве.

Четырехопорный шагоход Horse — первый на базе Оки. Это во многом экспериментальная машина, на ней отрабатывались технические решения и программное обеспечение. Благодаря четырем опорам, шагоход устойчив и не требует гироскопа.

Четырехопорный шагоход второго поколения Frog. Задние опоры толчковые, передние — вспомогательные. Изготовлен для отладки программ прыгающей походки. Может совершать прыжки до 15 м. Положение в прыжке стабилизируется гироскопической системой.

Наиболее совершенный шагоход на базе Оки — двухопорный беговой Nandu. Благодаря новейшей лазерной гироскопической системестабилизации и оптимальным программам управления может бегать (обе опоры одновременно в воздухе). Развивает скорость до 160 км/ч.

В этом сезоне по заказу Пола Стоддарта будет изготовлено восемь экземпляров для участия в открытом чемпионате Австралии.

В настоящее время в работе уникальный шагоход боковой походки Crab и шагающий тягач Hippo.

Из истории создания шагоходов

Попытки постройки шагохода предпринимались очень давно. Однако, практическая реализация шагающей машины сложна, и удачных разработок было не много. Но, хотя шагоходы чаще встречаются в фантастике, чем в реальной жизни, у некоторых персонажей были реальные прототипы.

AT-ST (XR-72) на базе Гуантанамо

Таков AT-ST — разведывательный шагоход из «Звездных Войн», точно скопированный Лукасом с экспериментального американского XR-72. В некоторых статических сценах даже снимались реальные машины, построенные в США в 1973 г. в рамках программы «On The Run». Шагоход получился неудачным — крайне неустойчивым и неповоротливым. Недостатки вычислительной системы и невысокий приоритет программы не позволили довести разработку. Несколько экземпляров XR-72 заканчивают свой век на базе ВМФ США в Гуантанамо (Куба) в роли сторожевых вышек.

НАМИ-1517Ш-2, 1982 г.

В СССР работы по шагоходам были начаты примерно в это же время. Прототип НАМИ-1517Ш на базе ГАЗ-69, прозванный за характерную походку «Топтыгиным», управлялся транзисторным контроллером, выполняющим простейшие команды — шаг, стоп, вправо, влево. Естественно, машина не вышла из стадии эксперимента. Работы по этой теме были возобновлены в 1982 г. Управление было возложено на мобильный вычислительный комплекс на базе ЭВМ СМ-4, помещавшийся в специальном прицепе. Новые опоры (кстати, разработки ОКБ «Ратан») были снабжены тензодатчиками. Было написано специальное программное обеспечение. Все это позволило изучить вопросы управляемости, различные типы походок, отладить конструкцию опор и привода. Но размеры ЭВМ не позволили создать полноценную машину.

Немецкие шагоходы

Как известно, Первую мировую войну Германия проиграла вчистую. 171-я статья Версальского договора запрещала ввоз и производство в Германии броневиков, танков и всякого рода других подобных машин. Правда, несколько броневиков оставалось в полиции.

Благодаря стараниям Г.Гудериана и поддержке рейхсканцелера А.Гитлера — ярого сторонника создания собственных панцерваффе, после денонсации запрещающих статей Версальского договора в 1935 году началась разработка и производство лёгких и средних танков, формирование танковых дивизий. Немецкое верховное командование, верное своему принципу концентрации сил, не стало, подобно французам, равномерно распределять свои танки по пехотным частям, а напротив, создавало мощные ударные части, костяком организации которых были танковые батальоны. Попытки некоторых военноначальников обзавестись своими танками не привели к особым успехам, т.к. на базе подобных воинских частей к 1940 году были всё равно сформированы танковые дивизии.

После встречи на Восточном фронте с советскими средними и тяжёлыми танками, имевшими противоснарядное бронирование и мощную танковую пушку, перед немецким командованием встал вопрос о создании собственной машины, превосходящей Т-34 и КВ по сумме боевых характеристик. Параллельно с этим шёл процесс модернизации имеющихся образцов.

Тянувшаяся с 1937 года разработка танка прорыва, который был бы в полтора раза тяжелее Pz Kpfw IV и имел 50-мм броню, была резко активизирована. Так на свет появился Pz Kpfw VI, разработанный Э.Адерсом и вначале изготовляемый фирмой «Геншель». В конкурсе на разработку так же принимали участие фирмы «Даймлер-Бенц», «MAN» и конструкторское бюро Ф.Порше.

Несмотря на поддержку фюрером проекта Порше, выбор пал на машину Адерса, ставшую, впоследствии знаменитым «Тигром» (PzKpfw VI «Tiger»). Но на заводе фирмы «Нибелунген» в г.Линце в порядке частной инициативы Ф. Порше летом 1942 года изготовили 5 танков и 90 корпусов. Танки, впоследствии стали использовать как учебные, а из корпусов сделали неплохие истребители танков JagdPz «Tiger» (P) «Elefant».

Hеудача не оттолкнула Ф.Порше от танкостроения. Конструктор решил взять реванш и создать принципиально новую модель танка, но уже не гусеничном ходу, а на ступоходном шасси, то, что до него никто еще не делал в танкостроении. Что именно подтолкнуло конструктора к такому техническому решению для послевоенных исследователей остаётся загадкой. Видимо, здесь сыграл свою роль присущий Фердинанду Порше конструкторский авантюризм.

История шагающих машин имела своё развитие в конце 19-го, начале 20-го века, но отдавала дилентазмом и не дала чего-то принципиально нового в техническом плане. Фердинанд Порше подошёл к новой трудной задачей с максимальной долей ответственности и немецкого педантизма. В период с июля до ноября 1942 года им был изучен весь европейский опыт по созданию шагающих машин, а так же опыт американских энтузиастов, опубликованный до войны. В итоге Порше решил остановиться на гидромеханической конструкции ступоходного движителя. Однако, в связи с занятостью Порше как председателя танковой комиссии (Panzerkomission) он не мог полностью заняться новым, и как он считал перспективным направлением. Поэтому все основные работы были поручены его заместителю по конструкторскому бюро Герхарду Шпееру, племяннику министра А.Шпеера.

До июня 1943 года коллективом под началом Шпеера были перепробованы многие варианты проекта бронехода. В первую очередь конструкторы определились с количеством ног. Для первого образца решили остановиться на двух. Основной объём работ заняло конструирование тазового узла равновесия. Главная сложность заключалась в необходимости обеспечения надёжной работы механизма в горизонтальной и одновременно вертикальной плоскости. В ходе проектирования тазового узла компенсации равновесия были привлечены специалисты по проектированию трансмиссии концернов MAN, Daimler-Benz, Maybach, даже учтён опыт авиастроителей над He-177. Благодаря совместным усилиям был создан рабочий образец, который вполне сносно функционировал, несмотря на некоторые недостатки.

Конструкторы отказались от установки на бронеходе вращающейся башни. И без того большая высота машины увеличилась бы, а центр тяжести вознёсся бы ещё больше. Было принято решение смонтировать вооружение в бронерубке,придав бронелистам большие углы наклона. Многие узлы и механизмы в целях ускорения проектирования и сборки были взяты от уже освоенных промышленностью серийных образцов.

Hесмотря на заинтересованность имперского министерства вооружений и боеприпасов в новом образце не удалось изготовить к началу летней компании 1943г. бронеход в металле, да и занятость конструкторского бюро Ф.Порше в разработке других образцов вооружений не могла положительным образом сказаться на интенсивности работ. Однако в декабре 1943 года на предприятиях фирмы «Алькетт» был изготовлен опытный образец шасси бронехода, получивший индекс VK1001. VK1102 представлял собой уже готовую модель бронехода, изготовленную из неброневой стали с полным комплектом оборудования и вооружения. После испытаний опытного образца на полигоне в Путлосе было принято решение изготовить предсерийный образец бронехода.

Движение машины осуществлялось путем возвратно-поступательного движения шаговых опор, имитирующих движения задних ног лошади. Равновесие обеспечивалось корректирующими движениями тазового узла в вертикальной плоскости и наклонами корпуса вперёд-назад. Вначале прорабатывался вариант с полюбившейся Ф.Порше связкой «динамо-машина — тяговые электромоторы». Но в таком случае полезная масса машины оказывалась ничтожно малой, и о броне и крупнокалиберном орудии не могло бы быть и речи. Поэтому разработчики заострили своё внимание на гидравлике. Была проработана схема установки гидравлических цилиндров, которая требовала не больше 2-х цилиндров на каждую шаговую опору. Маслопроводы и вспомогательное оборудование было смонтировано внутри бронекорпуса шаговых опор.

VK1001 в феврале 1944 года прошел испытания на Куммерсдорфском полигоне в целом успешно. Некоторая теснота боевого отделения и отделения управления (за счет размещения боекомплекта и внутренних топливных баков) была всё же меньше, чем, например, у советского Т-34, и не мешала экипажу управлять машиной.

Перед началом испытаний некоторыми венными чинами было выдвинуто предложение построить одноместную или максимум двухместную машину. Однако в хоте испытаний было установлено, что механик водитель целиком поглощается задачей по управлению бронеходом и сохранением равновесия. Поручение ему других задач приведёт к излишнему перенапряжению и повышенной утомляемости.

Были выявлены недостатки в масляной системе. было замечено, что при длительном движении на повышенных скоростях, связанных с частой сменой давления в масляной системе, часто выходили из строя уплотнительные манжеты. Также была выявлена повышенная загазованность боевого отделения в ходе боевых стрельб.

Наличие качественного прицела позволяло уверенно поражать цели на расстоянии 2-2,5 тысяч метров. Удовлетворительные стрелковые характеристики, невысокая максимальная скорость передвижения. 20 кмч. и большая высота машины даже в стояночном положении определили специализацию бронехода. машина сопровождения тяжелых артиллерийских систем и подвижный ДОТ в системах долговременных укреплений. Недостатки февральских испытаний были устранены в VK1002, который вышел на испытания в апреле 1944 года. Пройдя их, он был принят на вооружение под войсковым индексом PzGng I Ausf A (PanzerGang). Всего было изготовлено 120 машин, часть которых вошла в состав 1-й («Адам», «Ева»), 2-й («Тор», «Один»), 3-й («Локи», «Циу») огневых батарей 600-мм самоходных установок особой мощности, часть была приписана к 653-му и 654-му батальонам 656-го танкового полка, на вооружении которого уже состояли истребители танков JagdPz «Tiger» (P) «Elefant». Часть была приписана к частям береговой обороны «Атлантического вала».

Боевое применение

О боевом применении PzGng I сохранилось мало сведений. Известен эпизод из 1944 года, когда самоходные установки особой мощности подавляли Варшавское восстание. Тогда несколько PzGng I были выдвинуты к окраинам города для произведения разведки целей и оказали огромное подавляющее моральное воздействие на восставших. поляки в большом количестве бежали к центру города, разнося панические слухи и внося сумятицу в ряды обороняющихся варшавян. Некоторые историки склонны приписывать этому эпизоду едва ли не решающее значение в подавлении восстания, попутно сетуя на то, что подобные машины не были применены в уличных боях при обороне городов Германии.

Однако не стоит забывать, что у поляков в Варшаве не было тяжёлого вооружения, что, однако, не помешало им достаточно долго держаться против частей вермахта. В таком случае огромные бронеходы могли оказаться сравнительно лёгкой добычей. Сведений о применении PzGng I в отражении высадки союзников в Нормандии не сохранилось, так как части, на вооружении которых они находились, попали под первую волну высадки и все PzGng I были уничтожены авиацией. Не стоит сбрасывать со счетов недоверие командования к новому, и весьма экзотическому виду техники. PzGng I грозила та же участь, что постигла самолёт-разведчик Bv-141, который был снят с вооружения после двух лет эксплуатации, его жутковатый внешний вид вызывал инстинктивное недоверие руководства «Люфтваффе».

Корпус от VK1102 переоборудованный в минный тральщик (полностью убрана уникальная ходовая часть). Находится в Кубинке

В послевоенный период технические решения, реализованные в PzGng I были применены GMC, агенты которой в послевоенной Германии под шумок вывезли в США не только заводские чертежи и уцелевшие машины, но и заводское оборудование и часть инженеров. Немецкий задел в создании бронеходов был использован компанией для изготовления и производства четырёхопорных лесозаготовителей, которые успешно трудились на делянках Финляндии и Канады. Военные образцы, изготовленные фирмой, американских военных не удовлетворили.