ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПО ВНУТРЕННИМ ПОВЕРХНОСТЯМ
VEHICLE FOR INTERNAL SURFACES

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 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, 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 (Саяпин С.Н. Транспортное средство для перемещения по внутренним поверхностям. Патент РФ №2475909, МПК H02G 1/00. Опубл. 20.02.2013, Бюл. №5 - прототип).
Недостатком приведенного устройства является одностороннее движение и невозможность автоматического переключения на движение в обратном направлении, что снижает функциональные возможности устройства и ограничение его использования, например, в тупиковых участках труб из-за сложности или невозможности возврата на исходную позицию. При этом, как правило, подобным транспортным средствам, используемым, например, для диагностики трубопроводов, требуется разовое реверсное движение в цикле.
Ожидаемый технические результат изобретения - расширение функциональных возможностей и повышение надежности эксплуатации устройства за счет обеспечения возможности реверсивного движения.
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 не менее чем двумя распорными звеньями, симметрично наклоненными к продольной оси линейного привода возвратно-поступательного движения, внутренние концы которых шарнирно соединены с подвижными частями линейного привода возвратно-поступательного движения, а наружные - с ползунами, подпружиненными на прижатие к внутренней поверхности, распорные звенья выполнены упругими, подпружиненными на прижатие ползунов к внутренней поверхности, при этом на штоке с выдвигаемой подвижной частью линейного привода возвратно-поступательного движения подвижно установлена втулка, шарнирно связанная с внутренними концами жестких звеньев, наклоненных симметрично к упругим распорным звеньям, при этом наружные концы жестких звеньев шарнирно соединены с ползунами через общие с упругими распорными звеньями оси вращения, при этом втулка и выдвигаемая подвижная часть снабжены контактными элементами их взаимной фиксации.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематически изображено транспортное средство для перемещения по внутренним поверхностям внутри трубы в исходном положении, на фиг. 2, 3 - то же транспортное средство, соответственно в промежуточном и конечном (начальном) положениях, на фиг. 4 - вид по стрелке А, на фиг. 5 - начало переключения устройства на реверс, на фиг. 6 - окончание переключения устройства на реверс (исходное положение перед началом движения устройства в обратном направлении), на фиг. 7 - начало движения устройства в обратном направлении.
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, выполненного в виде подвижных друг относительно друга частей - корпуса 2 и штока 3, которые снабжены распорными элементами, обеспечивающими одностороннее сцепление с внутренней поверхностью трубы 1. Распорные элементы корпуса 2 и штока 3 выполнены идентичными в виде симметрично расположенных относительно продольной оси линейного привода возвратно-поступательного движения не менее двух наклоненных к ней упругих распорных звеньев 4, подпружиненных пружинами 5 на прижатие ползунов 6 к внутренней поверхности трубы 1. Внутренние концы соответствующих упругих распорных звеньев 4 шарнирно соединены с корпусом 2 и фланцем штока 3. Наружные концы упругих распорных звеньев 4 шарнирно соединены с соответствующими ползунами 6. При этом на штоке 3 между корпусом 2 и фланцем подвижно установлена втулка 7, шарнирно связанная с внутренними концами жестких звеньев 8 наклоненных симметрично к упругим распорным звеньям 4 фланца штока 3. Наружные концы жестких звеньев 8 шарнирно соединены с соответствующими ползунами 6 через общие с упругими распорными звеньями 4 фланца штока 3 оси вращения, при этом втулка 7 и фланец штока 3 снабжены сопрягаемыми контактными элементами 9 и 10 их взаимной фиксации.
Работает устройство следующим образом. После установки транспортного средства в трубе 1 подпружиненные пружинами 5 упругие распорные звенья 4 осуществляют начальное прижатие ползунов 6 к внутренней поверхности трубы 1 и центрирование в ней линейного привода возвратно-поступательного движения (фиг. 1). При его включении на прямой ход происходит выдвижение штока 3 относительно корпуса 2 и возникающее при этом усилие на штоке передается через упругие распорные звенья 4 к соответствующим ползунам 6. При этом на ползуны со стороны корпуса 2 действуют силы, прижимающие их к внутренней поверхности трубы 1, обеспечивая необходимую силу трения между контактируемыми поверхностями. Благодаря возникающему самоторможению они остаются неподвижными и, наоборот, на ползуны 6 со стороны штока 3 действуют тянущие силы, которые преодолевают силу трения, вызванную их прижатием пружинами 5 соответствующих упругих распорных звеньев 4 к внутренней поверхности трубы 1, и перемещаются вместе с жесткими звеньями 8 и втулкой 7 на величину рабочего хода штока 3 (фиг. 1, 3). При этом корпус 2 остается неподвижным, а перемещается шток 3. Затем линейный привод возвратно-поступательного движения включается на обратный ход и происходит втягивание штока 3 в корпус 2. В результате этого усилие на штоке передается через упругие распорные звенья 4 к соответствующим ползунам 6. При этом ползуны 6 со стороны штока 3 прижимаются к внутренней поверхности трубы 1 и, с учетом возникающего самоторможения, остаются неподвижными и, наоборот - на ползуны 6 со стороны корпуса 2 действуют тянущие силы, которые преодолевают силу трения, вызванную их прижатием пружин 5 соответствующих упругих распорных звеньев 4 к внутренней поверхности трубы 1, и перемещаются на величину рабочего хода штока 3, и транспортное средство вновь оказывается в исходном (начальном) положении (фиг. 1, 4) и цикл движения заканчивается. На этом этапе цикла шток 3 остается неподвижным, а перемещается корпус 2. Далее цикл движения повторяется. Количество циклов определяется расстоянием, на которое необходимо переместить транспортное средство.
Организацию реверсивного движения осуществляют следующим образом. Линейный привод возвратно-поступательного движения включается на обратный ход и осуществляют полное втягивание штока 3 в корпус 2 до контакта его фланца с втулкой 7. При этом срабатывают сопрягаемые контактные элементы 9 и 10 взаимной фиксации втулки 7 и фланца штока 3, а пружины 5 компенсируют изменение длин упругих распорных звеньев 4. В результате упругие распорные звенья 4 вместе с жесткими звеньями 8 принимают положение для реверсивного движения в обратном направлении (фиг. 5). После взаимной фиксации втулки и фланца штока 3 линейный привод возвратно-поступательного движения включается на прямой ход и осуществляют выдвижение штока 3. При этом в результате самоторможения упругие распорные звенья 4 и жесткие звенья 8 с втулкой 7 и соответствующими ползунами 6 остаются неподвижными, а перемещается корпус 2. Возникающие распорные усилия прижимают соответствующие ползуны 6 к внутренней поверхности трубы 1, препятствуя их осевому перемещению, а пружины 5 компенсируют изменение длин упругих распорных звеньев 4 корпуса 2. После перевода упругих распорных звеньев 4 корпуса 2 в положение для реверсивного движения линейный привод возвратно-поступательного движения выключают и транспортное средство принимает исходное положение для перемещения по внутренним поверхностям в обратном направлении (фиг. 6). Далее шток 3 втягивают в корпус 2 и осуществляют его перемещение вместе с упругими распорными звеньями 4 и жесткими звеньями 8 с втулкой 7 и соответствующими ползунами 6. При этом корпус 2 с упругими распорными звеньями 4 и соответствующими ползунами 6 остается на месте (фиг. 7). Затем цикл движения повторяется. Количество циклов определяется расстоянием, на которое необходимо переместить транспортное средство в обратном направлении. После возврата транспортного средства на исходную позицию его извлекают, размыкают сопрягаемые контактные элементы 9 и 10 взаимной фиксации втулки 7 и фланца штока 3 и выдвигают шток 3 с фланцем до момента перевода упругих звеньев 4 в положение для прямого перемещения, показанное на фиг. 1, и устройство готово для повторной установки и организации прямого и обратного перемещений в трубе 1.
В предлагаемом транспортном средстве расширены функциональные возможности и повышена надежность эксплуатации за счет обеспечения реверсивного движения. Благодаря этому предлагаемое транспортное средство может быть использовано при эксплуатации внутри тупиковых участков, а также в случае необходимости организации возвратного движения при проведении ремонтно-строительных и аварийно-спасательных работ.