RU2175945C1

RU2175945C1 - Intratube vehicle

Info

Publication number: RU2175945C1
Application number: RU2000117505A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Градецкий; А.А. Васильев; А.И. Ишмухаметов; Л.Н. Кравчук; Г.В. Самохвалов
Original assignee: Институт проблем механики РАН
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2000-07-05
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: invention can be used for carrying different works in tubes and pipes of various cross-section and configuration. Proposed intratube vehicle has several bodies connected by means of relative displacement devices and provided with several devices for fixing relative to body displacement surface. Body relative displacement device is made in form of mechanism converting rotary motion into reciprocating motion. This mechanism is made in form of shafts with rigidly secured disks fastened on each body. Disks are connected to each other by several flexible rods or threads whose ends are secured in disk surfaces. EFFECT: simplified design. 6 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для проведения различных работ в трубах различного сечения и конфигурации и в том числе в кровеносных сосудах живых организмов - животных или человека. The invention relates to mechanical engineering and can be used for various works in tubes of various sections and configurations, including in the blood vessels of living organisms - animals or humans.

Известно внутритрубное транспортное средство, содержащее корпус и движители с приводом, выполненные в виде тел вращения (колес) (см.патент Франции N 2662989, кл. B 62 D 57/028, 1990 /1/). Known in-vehicle vehicle, comprising a housing and propellers with a drive made in the form of bodies of revolution (wheels) (see French patent N 2662989, CL B 62 D 57/028, 1990/1 /).

Недостатком известного устройства является громоздкость конструкции, не позволяющая использовать его в трубах малого сечения, а также возможность его застревания при наличии различного рода препятствий в трубах (например, загрязнений). A disadvantage of the known device is the bulkiness of the structure, which does not allow its use in pipes of small cross section, as well as the possibility of its being stuck in the presence of various kinds of obstructions in the pipes (for example, pollution).

Известно внутритрубное транспортное средство, содержащее выполненный в виде полого шара корпус и приспособление для его перемещения (см. описание к патенту РФ N 2093282, кл. B 08 B 9/04, 1997 /2/). Known in-tube vehicle containing a housing made in the form of a hollow ball and a device for moving it (see the description of the patent of the Russian Federation N 2093282, CL B 08 B 9/04, 1997/2 /).

Недостатком известного устройства является малая полезная нагрузка, обусловленная тем, что оно содержит только один корпус, размер которого должен быть меньше диаметра трубы, по которой оно перемещается. При этом в корпусе размещается и привод транспортного средства. A disadvantage of the known device is the small payload, due to the fact that it contains only one body, the size of which should be less than the diameter of the pipe through which it moves. In this case, the vehicle drive is also housed in the housing.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности является известное внутритрубное транспортное средство, содержащее два сочлененных корпуса, каждый из которых снабжен средством фиксации относительно поверхности перемещения. При этом корпуса сочленены с помощью средства их перемещения относительно друг друга, выполненного в виде силового пневмоцилиндра (см. описание к а.с. СССР N 1710430, кл. B 62 D 57/02, 1992 /3/). Closest to the claimed in its technical essence is a well-known in-line vehicle containing two articulated bodies, each of which is equipped with a means of fixation relative to the movement surface. In this case, the hulls are articulated by means of their movement relative to each other, made in the form of a power pneumatic cylinder (see description to the AS of the USSR N 1710430, class B 62 D 57/02, 1992/3 /).

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, малая скорость перемещения и необходимость в снабжении его воздухом высокого давления. A disadvantage of the known device is the complexity of its design, low speed of movement and the need to supply it with high pressure air.

Заявляемое в качестве изобретения внутритрубное транспортное средство направлено на упрощение конструкции. The inventive in-line vehicle is aimed at simplifying the design.

Указанный результат достигается тем, что внутритрубное транспортное средство содержит несколько снабженных средствами фиксации относительно поверхности перемещения корпусов, сочлененных между собой с помощью средства их взаимного перемещения, при этом средство взаимного перемещения корпусов выполнено в виде механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное. This result is achieved by the fact that the in-tube vehicle contains several bodies equipped with fixing means relative to the displacement surface, articulated with each other by means of their mutual displacement, while the means of mutual displacement of the bodies are made in the form of a mechanism for converting rotational motion into reciprocating.

Указанный результат достигается также тем, что механизм преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное выполнен в виде закрепленных на каждом из корпусов валов с жестко закрепленными на них дисками, соединенными между собой несколькими упругими стержнями или нитями, концы которых закреплены в поверхностях дисков. The indicated result is also achieved by the fact that the mechanism of converting rotational motion into reciprocating is made in the form of shafts fixed on each of the housings with hard disks fixed to them, interconnected by several elastic rods or threads, the ends of which are fixed to the surfaces of the disks.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются:
- выполнение средства взаимного перемещения корпусов в виде механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное;
- выполнение механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное в виде закрепленных на каждом из корпусов валов с жестко закрепленными на них дисками, соединенными между собой несколькими упругими стержнями или нитями, концы которых закреплены в поверхностях дисков.Distinctive features of the claimed device are:
- the implementation of the means of mutual movement of the buildings in the form of a mechanism for converting rotational motion into reciprocating;
- the implementation of the mechanism for converting rotational motion into reciprocating in the form of shafts mounted on each of the housings with disks rigidly fixed to them, interconnected by several elastic rods or threads, the ends of which are fixed to the surfaces of the disks.

Выполнение средства взаимного перемещения корпусов в виде механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное позволяет существенно упростить конструкцию устройства в целом, т.к. отпадает необходимость в снабжении его воздухом высокого давления. Кроме того, существенно повышается скорость перемещения транспортного средства. The implementation of the means of mutual movement of the cases in the form of a mechanism for converting rotational motion into reciprocating allows to significantly simplify the design of the device as a whole, because there is no need to supply it with high pressure air. In addition, significantly increases the speed of movement of the vehicle.

Выполнение механизма преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное в виде закрепленных на каждом из корпусов валов с жестко закрепленными на них дисками, соединенными между собой несколькими упругими стержнями или нитями, концы которых закреплены в поверхностях дисков, также упрощает конструкцию, т.к. указанный механизм преобразования движения содержит простые в изготовлении детали. Кроме того, при использовании предлагаемого механизма преобразования движения возможно и угловое смещение сочлененных корпусов относительно друг друга в пределах упругости соединительных стержней или нитей. The implementation of the mechanism for converting rotational motion into reciprocating in the form of shafts mounted on each of the housings with disks rigidly fixed to them, interconnected by several elastic rods or threads, the ends of which are fixed to the surfaces of the disks, also simplifies the design, because said motion conversion mechanism comprises parts that are easy to manufacture. In addition, when using the proposed movement conversion mechanism, angular displacement of articulated bodies relative to each other within the elasticity of the connecting rods or threads is also possible.

Сущность заявляемого транспортного средства поясняется примером реализации и чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид внутритрубного транспортного средства в различных вариантах реализации: двухкорпусный (а), трехкорпусный (в), пятикорпусный (с). На фиг. 2 представлен продольный разрез наиболее предпочтительного механизма преобразования движения в исходном положении - (а); продольный разрез механизма после завершения преобразования вращательного движения в поступательное - (в); поперечный разрез механизма - (с). The essence of the claimed vehicle is illustrated by an example implementation and drawings. In FIG. 1 shows a General view of the in-tube vehicle in various embodiments: two-hull (a), three-hull (c), five-hull (s). In FIG. 2 shows a longitudinal section of the most preferred mechanism for converting movement in the starting position - (a); longitudinal section of the mechanism after completion of the conversion of rotational motion to translational - (c); cross section of the mechanism - (c).

Транспортное средство содержит несколько корпусов 1 любой произвольной формы, каждый из которых снабжен известным средством фиксации относительно поверхности перемещения (на чертеже не показаны в силу известности). Это могут быть вакуумные присоски, магнитные захваты, как в /3/, выдвижные анкеры и т. п. Корпуса сочленены между собой с помощью механизмов 2 преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (на чертеже показаны закрытыми защитными чехлами в виде гофров). В качестве таких механизмов могут быть использованы известные (см., например, описания к патентам РФ N 2047024, F 16 H 25/08, 1995/4/; N 2059133, F 16 H 21/16, 1996/5/; N 02115851, F 16 H 25/12, 1998 /6/). The vehicle contains several buildings 1 of any arbitrary shape, each of which is equipped with a known means of fixation relative to the movement surface (not shown in the drawing due to fame). This can be vacuum suction cups, magnetic grips, as in / 3 /, retractable anchors, etc. The housings are joined together using mechanisms 2 for converting rotational motion into reciprocating (shown in the drawing as closed protective covers in the form of corrugations). As such mechanisms, well-known mechanisms can be used (see, for example, descriptions to RF patents N 2047024, F 16 H 25/08, 1995/4 /; N 2059133, F 16 H 21/16, 1996/5 /; N 02115851 , F 16 H 25/12, 1998/6 /).

В корпусах размещаются двигатели для привода механизмов 2 и полезная нагрузка - приборы и оборудование в зависимости от цели использования транспортного средства. The housings accommodate engines for driving mechanisms 2 and the payload - instruments and equipment, depending on the purpose of using the vehicle.

Наиболее предпочтительным вариантом реализации средства взаимного перемещения корпусов представляется механизм, показанный на фиг. 2. The most preferred embodiment of the means for mutual movement of the bodies is the mechanism shown in FIG. 2.

Механизм содержит два диска 3 и 4, укрепленных на валах 5 и 6. Диски выполнены из любого, удовлетворяющего условиям эксплуатации материала (металл, пластик, стекло, дерево и т. п. ). Диски соединены между собой упругими стержнями или нитями 7. Стержни могут быть выполнены из стали или любого иного материала, деформация которого происходит в пределах закона Гука. Нити могут быть выполнены также из любых упругих материалов, например резины, полимера и т.д. Толщина стержней подбирается расчетным или экспериментальным путем. Закрепляются нити или стержни в дисках известным образом. The mechanism contains two disks 3 and 4, mounted on shafts 5 and 6. The disks are made of any material that meets the operating conditions (metal, plastic, glass, wood, etc.). The disks are interconnected by elastic rods or threads 7. The rods can be made of steel or any other material, the deformation of which occurs within the framework of Hooke's law. The threads can also be made of any elastic materials, such as rubber, polymer, etc. The thickness of the rods is selected by calculation or experimentally. The threads or rods are fixed in the disks in a known manner.

В частных случаях реализации механизм может быть снабжен пружиной 8, размещаемой между дисками. При этом пружина может быть выполнена любой, выбранной из числа известных, но наиболее целесообразным является выполнение пружины винтовой, как это показано на чертежах. In special cases, the implementation of the mechanism may be provided with a spring 8 placed between the disks. In this case, the spring can be made any, selected from among the known, but the most appropriate is the implementation of a coil spring, as shown in the drawings.

Транспортное средство работает следующим образом. Для обеспечения преобразования движения диски 3 и 4, соответствующим образом установленные в корпусах и соединенные с валами 5 и 6, приводятся во вращение навстречу друг другу с помощью известных средств, например электромоторов. При этом возможно как вращение обоих валов, так и сохранение одного вала неподвижным, а обеспечение вращения только одного вала. В результате этого упругие стержни или нити 7 начинают скручиваться, как это показано на фиг. 2 (фиг. "в"), а диски 3 и 4 и соединенные с ними корпуса сближаться между собой за счет поступательного движения. После отсоединения привода вращения валов 5 и 6 за счет упругих стержней или нитей 7 диски 3 и 4 начнут раскручиваться в обратном направлении и вернутся в исходное состояние, обеспечивая возвратно-поступательное движение. В частных случаях реализации для обеспечения более надежного возврата механизма в исходное состояние устройство снабжается пружиной 8. При вращении дисков 3 и 4 относительно друг друга происходит их поступательное смещение и пружина 8 сжимается. После отключения привода валов 5 и 6 пружина начинает разжиматься, возвращая диски 3 и 4 и соответственно корпуса в исходное положение. Для снижения трения при вращении дисков относительно пружины 8 последние могут быть снабжены антифрикционными прокладками 9, выполненными из известных материалов. The vehicle operates as follows. To ensure motion conversion, the disks 3 and 4, suitably mounted in the housings and connected to the shafts 5 and 6, are rotated towards each other using known means, for example electric motors. In this case, it is possible both to rotate both shafts, and to keep one shaft stationary, and to ensure rotation of only one shaft. As a result, the elastic rods or threads 7 begin to twist, as shown in FIG. 2 (Fig. "C"), and the disks 3 and 4 and the bodies connected to them come closer to each other due to the translational motion. After disconnecting the drive rotation of the shafts 5 and 6 due to the elastic rods or threads 7, the disks 3 and 4 will begin to unwind in the opposite direction and return to their original state, providing reciprocating motion. In special cases of implementation, to ensure a more reliable return of the mechanism to its original state, the device is supplied with a spring 8. When the disks 3 and 4 rotate relative to each other, they translate and the spring 8 is compressed. After disabling the drive shafts 5 and 6, the spring begins to expand, returning discs 3 and 4 and, accordingly, the housing to its original position. To reduce friction during rotation of the disks relative to the spring 8, the latter can be equipped with anti-friction linings 9 made of known materials.

Перемещение транспортного средства происходит следующим образом (на примере двухкорпусного варианта реализации). Один из корпусов 1 фиксируется относительно поверхности перемещения, а второй остается свободным. Включается механизм 2 и за счет преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное корпуса сближаются. Затем фиксируется относительно поверхности перемещения второй корпус, а первый освобождается, механизм 2 возвращается в исходное положение и корпуса расходятся относительно друг друга. Далее цикл повторяется. Аналогичным образом осуществляется перемещение транспортных средств и с большим, чем два, числом корпусов. The movement of the vehicle is as follows (for example, two-hull implementation). One of the cases 1 is fixed relative to the displacement surface, and the second remains free. The mechanism 2 is turned on and, due to the conversion of the rotational motion into the reciprocating body, they approach each other. Then, the second case is fixed relative to the displacement surface, and the first one is released, the mechanism 2 returns to its original position and the cases diverge relative to each other. Next, the cycle repeats. Similarly, the movement of vehicles and with more than two, the number of buildings.

Claims

An in-tube vehicle comprising several bodies equipped with fixation means relative to the displacement surface, interconnected by means of their mutual displacement, characterized in that the mutual displacement of the bodies is made in the form of a mechanism for converting rotational motion into reciprocating, while the mechanism of converting rotational motion reciprocating is made in the form of shafts fixed on each of the housings with dis by interconnected by several elastic rods or threads, the ends of which are fixed to the surfaces of the disks.