ВНУТРИТРУБНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ МИНИ-РОБОТ

ВНУТРИТРУБНЫЙ МОБИЛЬНЫЙ МИНИРОБОТ
Полезная модель относится к мобильным минироботам, которые имеют возможность перемещаться внутри труб малых диаметров, в частности, для проведения инспекпионных и других операций с помощью перемещаемого ими оборудования.
Известен мобильный робот, содержащий подвижное основание с исполнительным механизмом (см. описание к полезной модели N° 5541, В 06 В 1/00, 1996 1). Данный робот не имеет возможности перемещаться по трубам.
Наиболее близким к заявленному по своей технической сущности является робот для перемещения по трубам, содержащий две группы вакуумных захватов и два узла их перемещения (см. описание к полезной модели № 4955, В 62 D 57/032, 1996 2 ). Известное устройство имеет большие габариты и повышенный расход энергии сжатого воздуха из-за конструкции узлов перемещения вакуумных захватов. В результате оно не может быть использовано для перемещения по трубам малых диаметров с ограничениями на расход энергии при движении.
Полезная модель направлена на уменьшение габаритов и расхода энергии сжатого воздуха при движении робота.
Указанный результат достигается тем, что в известном устройстве содержащем две группы вакуумных захватов и два узла их перемещения.
дополнительно введена третья группы вакуумных захватов, а узлы перемещения вакуумных захватов выполнены соответственно в виде сильфонной и пассивной пружин, при этом сильфонная пружина связывает первую и вторую группу вакуумных захватов, а пассивная пружина связывает вторую и третью группу вакуумных захватов с возможностью их соосного перемещения.
Отличительными признаками заявленной полезной модели являются введение третьей группы вакуумных захватов и выполнение узлов перемещения
вакуумных захватов соответственно в виде сильфонной и пассивной пружин, при этом сильфонная пружина связывает первую и вторую группу вакуумных захватов, а пассивная пружина связывает вторую и третью группу вакуумных захватов с возможностью их соосного перемещения.
Совокупность этих признаков приводит к уменьшению габаритов и расхода энергии сжатого воздуха при движении миниробота за счет использования в качестве узлов перемещения вакуумных захватов компактных пружинных элементов с возможностью рекуперации их потенциальной энергии при движении.
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежом по циклам движения.
Устройство содержит группы 1, 2 и 3 вакуумных захватов 4, а также сильфонную 5 и пассивную 6 пружины.
Устройство работает следующим образом. 1) ПЕРВАЯ ФАЗА - ИСХОДНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ.
Сильфонная 5 и пассивная 4 пружины находятся в свободном состоянии. Опоры 1,2, 3 - свободно контактируют с внутренней поверхностью трубы (на чертеже не показана).
2)ВТОРАЯ ФАЗА ДВИЖЕНИЯ.
Опора 2 фиксируется иа внутренней поверхности трубы (черный цвет захватов 4 на чертеже соответствует наличию вакуума в захвате). Сильфонная пружина растягивается при подаче в нее сжатого воздуха через распределительный клапан (на чертеже не показан).
3)ТРЕТЬЯ ФАЗА ДВИЖЕНИЯ.
Сильфонная пружина 5 растянута на максимальную длину. Опора 1 закрепляется, а опора 2 - освобождается. Давление в сильфонной пружине 5 сбрасывается через распределительный клапан.
4)ЧЕТВЕРТАЯ ФАЗА ДВИЖЕНИЯ.
Опоры 2 и 3 под действием силы сжатия сильфонной пружины 5 начинают перемещение в сторону движения робота. По мере своего движения опора 2 проходит по инерпии точку, в которой сильфонная пружина 5 находилась в ненапряженном состоянии, и производит ее поджатие. При этом пассивная пружина 6 растянута на максимальную длину.
5)ПЯТАЯ ФАЗА ДВИЖЕНИЯ.
Опора 2 - фиксируется на поверхности перемещения, а опоры 1 и 3 - свободны и перемещаются по ходу движения под действием упругих сил.
6)ШЕСТАЯ ФАЗА ДВИЖЕНИЯ.
Опора 3 при своем движении максимально поджимает пассивную пружину 6 и закрепляется. Опора 1 под действием поджатой сильфонной пружины 5 движется до момента восстановления ее первоначальной длины, соответствующей состоянию в исходиом положении.
7) СЕДЬМАЯ ФАЗА ДВИЖЕНИЯ.
Сильфонная пружина 5 под действием упругих сил растягивается на максимальную длину и фиксируется. Освобождается опора 2 и начинает движение под действием силы растяжения сильфонной пружины 5 и силы от поджатой пассивной пружины 6.
Далее алгоритм движения повторяется с тем отличием, что вместо внешнего давления сжатого воздуха используется дополнительная потенциальная энергия поджатых сильфонной 5 и пассивной 6 пружин с рекуперацией энергии на каждом шаге. Эффект использования дополнительной потенциальной энергии поджатых пружин будет осушествляться на последуюш;их циклах движения до момента ее критического уменьшения за счет потерь на трение. Только затем, при необходимости, потенциальная энергия восстанавливается путем подачи давления в сильфонную пружину 5 для возобновления процесса рекуперации.
В результате конструкция миниробота позволяет перемешаться по трубам малых диаметров с ограничениями на расход энергии при движении. При этом движение может осушествляться по наклонным и вертикальным участкам труб с плавными изгибами в одном направлении. Для движения в обратном направлении вместо давления в сильфонную пружину 5 подается вакуум, что приводит к ее сжатию из исходного положения на второй фазе движения. При необходимости сохранения управляющего сигнала в виде давления при движении в обратном направлении можно использовать вторую сильфонную пружину вместо пассивной пружины.