ВИБРОДВИЖИТЕЛЬ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ НА ПЛОСКОСТИ

Полезная модель относится к области транспортной техники и может быть использована для перемещения приборов диагностики и различных устройств на плоских поверхностях.
Известен движитель, содержащий два телескопических цилиндра с закрепленными на их наружных поверхностях упругими элементами, контактирующими с внутренней поверхностью трубопровода, причем телескопические цилиндры соединены между собой приводом возвратно-поступательного перемещения, а каждый упругий элемент выполнен в виде проволочных щеток, наклоненных в обратную сторону движения всего устройства (авторское свидетельство СССР №852701, кл. B62D 57/00, 1981).
Недостатком данного движителя является малый срок службы, вследствие истирания проволочных щеток о внутреннюю поверхность трубопровода, причем в ряде случаев недопустимо трение внутренней поверхности трубопровода о металлические щетки, что ограничивает область применения данного движителя.
Так же известна самоходная установка для движения внутри трубопровода (авторское свидетельство СССР №1142186, кл. В08В 9/04, B62D 57/00, 1984), содержащая расположенный параллельно продольной оси привод возвратно-поступательных перемещений, на концах которого в поперечных плоскостях установлены попеременно расширяющиеся пояса, и систему управления фазами работы этих поясов, причем каждый из поясов выполнен в виде упругого магнитопроводящего кольца, внутри которого диаметрально установлена пара электромагнитов, соединенная с системой управления.
Недостатком самоходной установки является малая надежность, так как опорные пояса, которые выполнены в виде упругих магнитопроводящих колец, подвержены быстрому износу при трении о внутренние стенки трубопровода.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является самоходное устройство для движения внутри трубопровода (патент РФ на полезную модель №96091, Кл. B62D 57/00 Опубл. 20.07.2010. Бюл. №20.), которое содержит два кольца из магнитопроводящего материала, соединенные упругой связью. Оба кольца состоят из двух неупругих полуколец с пазами, при этом одно кольцо расположено так, что прорези повернуты на 90° относительно прорезей другого кольца. Полукольца одного кольца соединены неупругим не магнитным материалом, а полукольца другого кольца соединены упругим материалом. На каждом полукольце в пазе намотана катушка, которая связана с системой управления. Причем катушка уложена в пазу таким образом, чтобы не выступать за внешний радиус полукольца. Система управления проходит внутри колец и закреплена к кольцам.
Недостатками прототипа являются:
1) ограниченные функциональные возможности, т.к. данное устройство может двигаться только в трубопроводе,
2) малая надежность из-за того, что магнитопроводящие кольца создают постоянное трение об стенки трубопровода;
3) не универсальность, так как под каждую трубу нужно подбирать свой радиус колец.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей, за счет того, что устройство осуществляет движения не только внутри трубопровода, а также на других горизонтальных поверхностях.
Технический результат заключается в повышении надежности вибродвижителя для перемещения на горизонтальных поверхностях.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что вибродвижитель для перемещения на плоскости, содержащий магнитопроводящие блоки, соединенные упругими связями, и систему управления, согласно полезной модели, центральный магнитопроводящий блок выполнен Г-образным и оснащен четырьмя продольными пружинами, соединен в продольной плоскости с вспомогательным П-образным блоком с обмоткой, также центральный Г-образный блок оснащен четырьмя поперечными пружинами, соединен в поперечной плоскости с вспомогательным Г-образным блоком с обмоткой, причем на каждом вспомогательном блоке установлена катушка, каждая из катушек соединена с системой управления.
Существо вибродвижителя для перемещения на горизонтальной поверхности поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий видвибродвижителя. На фиг. 2 - представлены фазы движения вибродвижителя:
1- Начальное положение (пружины свободны)
2- Сжатие (пружины сжаты)
3- Разжимание (пружины растянуты)
4- Конечное положение (пружины свободны)
Вибродвижитель для перемещения на горизонтальной поверхности содержит вспомогательный П-образный блок 1, на основании которого намотана катушка 2. На основании П-образного блока 1 закреплены четыре продольные пружины 3. К противоположным концам пружин 3 присоединен центральный Г-образный блок 4. На центральном Г-образном блоке закреплены четыре поперечные пружины 5, на которых присоединен вспомогательный Г-образный блок 6. На блоке 6 намотана катушка 7. Вся конструкция расположена на горизонтальной плоскости 8.
Вибродвижитель для перемещения на горизонтальной поверхность работает следующим образом. Система управления подает переменное электрическое напряжение на катушки 2 и 6, в которых начинает протекать переменный электрический ток. Ток в катушках 2 и 6 создает переменный магнитный поток, который замыкается через центральный и вспомогательные блоки 1, 4, 7 и воздушные зазоры между ними. Вследствие этого между центральным Г-образным блоком 4 и вспомогательными Г-образным 7 и П-образными блоками 1 и возникает электромагнитная сила притяжения, которая периодически изменяется от нуля до максимального значения.
Цикл перемещения происходит следующим образом.
В начальный момент времени пружины не сжаты, ток в обмотках отсутствует (Фиг. 2, фаза 1). При возрастании тока в обмотках 2 и 6, возрастают электромагнитные силы притяжения и продольные пружины 3 и поперечные пружины 5 сжимаются. При этом сила давления, а, следовательно, и сила трения между центральным блоком 4 и поверхностью, по которой устройство перемещается, уменьшается из-за электромагнитной силы притяжения к вспомогательному Г-образному блоку 7. Одновременно происходит движение центрального блока влево и вспомогательного П-образного вправо. Центр масс практически не меняет своего положения, так как на основание действует минимальная сила трения (Фиг. 2, фаза 2).
Далее ток в обмотках 2 и 6 и электромагнитные силы притяжения уменьшаются, вследствие чего продольные пружины 3 и поперечные пружины 5 разжимаются. При этом сила давления, а, следовательно и сила трения между центральным блоком 4 и поверхностью, по которой устройство перемещается, возрастает из-за силы упругости поперечных пружин. Одновременно происходит разжимание продольных пружин, при котором центральный блок 4 остается практически неподвижным из-за увеличенной силы трения, а вспомогательный П-образный блок 1 движется влево. Таким образом, центр масс всего устройства смещается влево (Фиг. 2, фаза 3).
Далее возрастает ток в обмотках и цикл повторяется (Фиг. 2, фаза 4).
Таким образом, заявляемое устройство работает за счет асимметрии силы трения между центральным блоком и поверхностью, по которой устройство перемещается (И.И. Блехман, «Что может вибрация? О "Вибрационной механике" и вибрационной технике». М.: Наука 1988.
Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает повышение надежности вибродвижителя перемещения на горизонтальных поверхностях.