Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2475909

(19)

RU

(11)

2475909

(13)

C1

(51) МПК H02G1/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011135160/07, 23.08.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

23.08.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 23.08.2011

(45) Опубликовано: 20.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2098337 C1, 10.12.1997. RU 2093281 С1, 10.12.1997. RU 2013159 C1, 30.05.1997. GB 2328754 А, 03.03.1999. US 4654702 А, 31.03.1987.

Адрес для переписки:

101990, Москва, Малый Харитоньевский пер., 4, ИМАШ РАН, патентный отдел

(72) Автор(ы):

Саяпин Сергей Николаевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН (RU)

(54) ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПО ВНУТРЕННИМ ПОВЕРХНОСТЯМ

(57) Реферат:

Изобретение относится к самоходным транспортным средствам и может быть использовано для организации перемещений по внутренним поверхностям, например внутри как прямолинейных, так и криволинейных труб большого диаметра с малыми радиусами поворота, а также в пространстве между плоскими поверхностями как постоянного, так и переменного профиля, и может быть использовано как для транспортировки различных объектов, так и для протягивания кабелей и труб, а также при проведении ремонтно-строительных и аварийно-спасательных работ. Технические результат изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и его области применения, повышение надежности. Транспортное средство для перемещения по внутренним поверхностям содержит установленный враспор на внутренней поверхности линейный привод возвратно-поступательного движения, подвижные части которого снабжены распорными элементами, обеспечивающими одностороннее сцепление с внутренней поверхностью, при этом распорные элементы каждой из подвижных частей выполнены в виде симметрично расположенных относительно продольной оси линейного привода возвратно-поступательного движения не менее двух наклоненных к ней распорных звеньев, внутренние концы которых шарнирно соединены с подвижными частями линейного привода возвратно-поступательного движения, а наружные - с ползунами, подпружиненными на прижатие к внутренней поверхности. 3 ил.

Изобретение относится к самоходным транспортным средствам и может быть использовано для организации перемещений по внутренним поверхностям, например внутри как прямолинейных, так и криволинейных труб большого диаметра с малыми радиусами поворота, а также в пространстве между плоскими поверхностями как постоянного, так и переменного профиля, и может быть использовано как для транспортировки различных объектов, так и для протягивания кабелей и труб, а также при проведении ремонтно-строительных и аварийно-спасательных работ.

Известно устройство, способное перемещаться внутри узких капилляров или сосудов. Устройство состоит из линейного привода, выполненного в виде двух подвижных цилиндрических корпусов, установленных на штоках с возможностью двигаться независимо друг от друга. При этом постоянный магнит связан с одним из корпусов, а катушка электромагнита - с другим. Между собой корпуса соединены пружиной, установленной снаружи постоянного магнита и электромагнита. На обоих корпусах установлены упругие фиксирующие элементы, с помощью которых устройство удерживается коаксиально относительно капилляра или сосуда, а также может двигаться внутри него (В.Г.Градецкий, В.Б.Вешников, С.В.Калиниченко, Л.Н.Кравчук. Управляемое движение мобильных роботов по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям. Москва «Наука», 2001 г. С.299-300, рис.8.1.2 - прототип).

Недостатками известного устройства являются сложность его использования для перемещения внутри труб большого диаметра, а также в пространстве между плоскими поверхностями из-за необходимости увеличения диаметра подвижных корпусов линейного привода, особенно в случае их переменного профиля по длине и наличии гладких внутренних поверхностей, снижающих сцепление с ними упругих элементов и повышающих их износ. Кроме того указанное устройство не способно развивать значительные тяговые усилия и не имеет возможности для перемещения в криволинейных участках труб с малыми радиусами поворота, что существенно ограничивает его область применения.

Ожидаемый технические результат изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение надежности за счет обеспечения возможности организации перемещений по внутренним поверхностям внутри труб большого диаметра, а также в пространстве между плоскими поверхностями как постоянного, так и переменного профиля по длине без необходимости увеличения поперечных размеров корпуса линейного привода и увеличения сцепления фиксирующих элементов с гладкой внутренней поверхностью, а также обеспечения возможности развития значительных тяговых усилий и перемещения в криволинейных участках труб с малым радиусом поворота, что существенно расширяет область применения.

Это достигается тем, что в транспортном средстве для перемещения по внутренним поверхностям, содержащем установленный враспор на внутренней поверхности линейный привод возвратно-поступательного движения, подвижные части которого снабжены распорными элементами, обеспечивающими одностороннее сцепление с внутренней поверхностью, распорные элементы каждой из подвижных частей выполнены в виде симметрично расположенных относительно продольной оси линейного привода возвратно-поступательного движения не менее двух наклоненных к ней распорных звеньев, внутренние концы которых шарнирно соединены с подвижными частями линейного привода возвратно-поступательного движения, а наружные - с ползунами, подпружиненными на прижатие к внутренней поверхности, при этом самоторможение ползунов относительно внутренней поверхности обеспечивается из условия (90° - 1 i ) 1 i , где: 1 i - углы между направлениями действия сил от распорных звеньев к соответствующим ползунам и контактирующей с ними внутренней поверхностью; 1 i - углы трения в соответствующих кинематических парах ползун - внутренняя поверхность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображено транспортное средство для перемещения по внутренним поверхностям внутри трубы в исходном (начальном) положении, на фиг.2, 3 - то же транспортное средство соответственно в промежуточном и конечном (начальном) положениях.

Транспортном средство для перемещения по внутренним поверхностям выполнено в виде установленного враспор внутри трубы 1 (или в просвете между двумя поверхностями) линейного привода возвратно-поступательного движения 2, выполненного в виде подвижных относительно друг друга частей - корпуса 3 и штока 4, которые снабжены распорными элементами, обеспечивающими одностороннее сцепление с внутренней поверхностью трубы 1, распорные элементы корпуса 3 и штока 4 выполнены идентичными в виде симметрично расположенных относительно продольной оси линейного привода возвратно-поступательного движения 2 не менее двух наклоненных к ней распорных звеньев 5, 6, 7, 8. Внутренние концы распорных звеньев 5, 6 шарнирно соединены с корпусом 3, а распорных звеньев 7, 8 - со штоком 4. Наружные концы распорных звеньев 5, 6, 7, 8 шарнирно соединены соответственно с ползунами 9, 10, 11, 12, подпружиненными пружинами 13 на прижатие к внутренней поверхности трубы 1, при этом самоторможение ползунов 9, 10, 11, 12 относительно внутренней поверхности трубы 1 обеспечивается из условия (90°- 9,10,11,12 ) 9,10,11,12 , где: 9,10,11,12 - углы между направлениями действия сил F 9,10,11,12 от распорных звеньев 5, 6, 7, 8 к соответствующим ползунам 9, 10, 11, 12 и контактирующей с ними внутренней поверхностью трубы 1; 9,10,11,12 - углы трения в соответствующих кинематических парах ползун - внутренняя поверхность (Конструирование машин: Справочно-методическое пособие: В 2 т. Т.1 / К.В.Фролов. - М.: Машиностроение, 1994, с.281-282, рис.11.8, а).

Работает устройство следующим образом. После установки транспортного средства в трубе 1 пружины 13 осуществляют начальное прижатие ползунов 9, 10, 11, 12 к внутренней поверхности трубы 1 и центрирование в ней линейного привода возвратно-поступательного движения 2 (фиг.1). При его включении на прямой ход происходит выдвижение штока 4 относительно корпуса 3 и возникающее при этом усилие на штоке передается через распорные звенья 5, 6, 7, 8 к соответствующим ползунам 9, 10, 11, 12 в виде соответствующих сил F 9,10,11,12. При этом ползуны 9, 10 под действием сил F 9,10 прижимаются к внутренней поверхности трубы 1 и, с учетом приведенного выше условия самоторможения, остаются неподвижными и, наоборот - ползуны 11, 12 под действием тянущих сил F 11,12 преодолевают силу трения, вызванную их прижатием пружиной 13 к внутренней поверхности трубы 1, и перемещаются на величину рабочего хода штока 4 (фиг.1, 2). При этом корпус 3 остается неподвижным, а перемещается шток 4. Затем линейный привод возвратно-поступательного движения 2 включается на обратный ход и происходит втягивание штока 4 в корпус 3. В результате этого усилие на штоке передается через распорные звенья 5, 6, 7, 8 к соответствующим ползунам 9, 10, 11, 12 в виде соответствующих сил F 9,10,11,12 . При этом ползуны 11,12 под действием сил F 11,12 и прижимаются к внутренней поверхности трубы 1 и, с учетом приведенного выше условия самоторможения, остаются неподвижными и, наоборот - ползуны 9, 10 под действием тянущих сил F 9,10 преодолевают силу трения, вызванную их прижатием пружиной 13 к внутренней поверхности трубы 1, и перемещаются на величину рабочего хода штока 4 и транспортное средство вновь оказывается в исходном (начальном) положении (фиг.2, 3) и цикл движения заканчивается. На этом этапе цикла шток 4 остается неподвижным, а перемещается корпус 3. Далее цикл движения повторяется. Количество циклов определяется расстоянием, на которое необходимо переместить транспортное средство.

Предлагаемое транспортное средство позволит расширить функциональные возможности и повысить надежность за счет обеспечения возможности организации перемещений по внутренним поверхностям внутри труб большого диаметра, а также в пространстве между плоскими поверхностями как постоянного, так и переменного профиля по длине без необходимости увеличения поперечных размеров корпуса линейного привода и увеличения сцепления фиксирующих элементов с гладкой внутренней поверхностью, а также обеспечения возможности развития значительных тяговых усилий и перемещения в криволинейных участках труб с малым радиусом поворота, что позволяет существенно расширить область его применения.

Предлагаемое транспортное средство может быть использовано как для транспортировки различных объектов, так и для протягивания кабелей и труб внутри труб большого диаметра, а также при проведении ремонтно-строительных и аварийно-спасательных работ.

Формула изобретения

Транспортное средство для перемещения по внутренним поверхностям, содержащее установленный враспор на внутренней поверхности линейный привод возвратно-поступательного движения, подвижные части которого снабжены распорными элементами, обеспечивающими одностороннее сцепление с внутренней поверхностью, отличающееся тем, что распорные элементы каждой из подвижных частей выполнены в виде симметрично расположенных относительно продольной оси линейного привода возвратно-поступательного движения не менее двух наклоненных к ней распорных звеньев, внутренние концы которых шарнирно соединены с подвижными частями линейного привода возвратно-поступательного движения, а наружные - с ползунами, подпружиненными на прижатие к внутренней поверхности, при этом самоторможение ползунов относительно внутренней поверхности обеспечивается из условия (90° - 1 i ) 1 i , где 1 i - углы между направлениями действия сил от распорных звеньев к соответствующим ползунам и контактирующей с ними внутренней поверхностью; 1...i - углы трения в соответствующих кинематических парах ползун - внутренняя поверхность.

РИСУНКИ