RU220605U1 - WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS - Google Patents

WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS Download PDF

Info

Publication number
RU220605U1
RU220605U1 RU2023117946U RU2023117946U RU220605U1 RU 220605 U1 RU220605 U1 RU 220605U1 RU 2023117946 U RU2023117946 U RU 2023117946U RU 2023117946 U RU2023117946 U RU 2023117946U RU 220605 U1 RU220605 U1 RU 220605U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working body
truss
possibility
walking device
supporting truss
Prior art date
Application number
RU2023117946U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Витальевич Шишкин
Анатолий Юрьевич Ожигин
Александр Юрьевич Лаврик
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU220605U1 publication Critical patent/RU220605U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора проб донных отложений подледниковых водоёмов, способным передвигаться шаганием по донной поверхности, с возможностью их доставки на требуемую глубину через предварительно пробуренную в толще льда скважину. Устройство может быть также использовано для отбора проб донных отложений подледниковых озёр Антарктиды, в частности озера Восток. Повышение эффективности и стабильности работы шагающего устройства достигается за счёт применения зубчато-реечного привода перемещения рабочего органа, обеспечивающего надежное сцепление, высокую точность и требуемую скорость перемещения рабочего органа вдоль несущей фермы, роликов, снабжённых с внутренней стороны ребордами, обеспечивающими надежную поперечную фиксацию рабочего органа на несущей ферме, и установления оптимального соотношения геометрических и инерционных параметров устройства. Техническим результатом является повышение эффективности и стабильности работы шагающего устройства. 9 ил. The utility model relates to mining, in particular to devices for taking samples of bottom sediments of subglacial reservoirs, capable of moving walking along the bottom surface, with the possibility of delivering them to the required depth through a well pre-drilled in the ice. The device can also be used for sampling sediments subglacial lakes of Antarctica, in particular Lake Vostok. Increasing the efficiency and stability of the walking device is achieved through the use of a rack-and-pinion drive for moving the working body, which provides reliable adhesion, high accuracy and the required speed of movement of the working body along the supporting truss, rollers equipped with flanges on the inside, ensuring reliable transverse fixation of the working body on load-bearing truss, and establishing the optimal ratio of the geometric and inertial parameters of the device. The technical result is to increase the efficiency and stability of the walking device. 9 ill.

Description

Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам для отбора проб донных отложений подледниковых водоёмов, способным передвигаться шаганием по донной поверхности, с возможностью их доставки на требуемую глубину через предварительно пробуренную в толще льда скважину. Устройство может быть также использовано для отбора проб донных отложений подледниковых озёр Антарктиды, в частности, озера Восток.The utility model relates to mining, in particular to devices for sampling bottom sediments of subglacial reservoirs, capable of moving by walking along the bottom surface, with the ability to deliver them to the required depth through a well pre-drilled in the ice. The device can also be used for sampling bottom sediments of subglacial lakes in Antarctica, in particular Lake Vostok.

Известно устройство для перемещения под водой (Шагающие машины для освоения ресурсов морского дна. Л., 1987 г., с. 12-13) на колёсном ходу для выполнения на дне исследовательских работ. Оно выполнено в виде сварной рамы с центральным отсеком для исследовательской аппаратуры и опирается на восемь колёс, выполненных в виде цилиндров, высота которых больше диаметра. Цилиндрическая поверхность покрыта вдоль образующей шипами. Каждое колесо имеет встроенный гидромотор, создающий давление рабочей жидкости через шланги. Оси колёс на концах установлены шарнирно и подвешены на вертикальных цилиндрах.A device for moving under water is known (Walking machines for the development of seabed resources. L., 1987, pp. 12-13) on wheels to perform research work on the bottom. It is made in the form of a welded frame with a central compartment for research equipment and rests on eight wheels made in the form of cylinders, the height of which is greater than the diameter. The cylindrical surface is covered along the generatrix with spikes. Each wheel has a built-in hydraulic motor that creates pressure of the working fluid through hoses. The wheel axles are hinged at the ends and suspended on vertical cylinders.

Недостатком является то, что цилиндрическая поверхность колёс покрыта вдоль образующей шипами, что при движении приводит к разрушению поверхностного слоя грунта и замутнению воды.The disadvantage is that the cylindrical surface of the wheels is covered along the generatrix with spikes, which, when moving, leads to the destruction of the surface layer of soil and turbidity of the water.

Известно добычное шагающее устройство для подводной разработки полезных ископаемых (авторское свидетельство SU №1027343, опубл. 07.07.1983), состоящее из фермы, установленной на двух опорах, рабочего органа с тяговой тележкой и механизм поворота.A mining walking device for underwater mining is known (author's certificate SU No. 1027343, published on 07/07/1983), consisting of a truss mounted on two supports, a working body with a traction cart and a turning mechanism.

Недостатком добычного шагающего устройства является то, что опоры с внешней стороны имеют форму дуг, а механизм поворота выполнен в виде установленных на концах фермы упоров с наклонными направляющими, что значительно усложняет конструкцию, создаёт дополнительные силы сопротивления при шагании и повороте при наличии неровностей на донной поверхности водоёмов.The disadvantage of the mining walking device is that the supports on the outside have the shape of arcs, and the turning mechanism is made in the form of stops with inclined guides installed at the ends of the truss, which significantly complicates the design and creates additional resistance forces when walking and turning in the presence of unevenness on the bottom surface reservoirs.

Известно шагающее устройство для подводной добычи полезных ископаемых (патент RU № 2601880, опубл. 10.11.2016), включающее ферму, снабжённую противовесом с барабаном, опоры, рабочий орган и поворотные платформы.A walking device for underwater mining is known (patent RU No. 2601880, published on November 10, 2016), including a truss equipped with a counterweight with a drum, supports, a working element and rotary platforms.

Недостатком шагающего устройства является то, что рабочий орган и противовес выполнены раздельно, что значительно усложняет синхронизацию работы их приводов.The disadvantage of the walking device is that the working element and the counterweight are made separately, which significantly complicates the synchronization of the operation of their drives.

Известна шагающая буровая установка (патент RU № 166446, опубл. 04.07.2016), включающая несущую ферму, выполненную из двух параллельных труб с продольными направляющими и снабжённую серьгами, шарнирно соединёнными с платформами опор, при этом концы труб изогнуты вверх, образуя симметричные консоли, левую и правую и жёстко связаны между собой поперечными балками с размещенными на них блоками, опоры, рабочий орган, выполненный в виде тележки с роликами, взаимодействующими с продольными направляющими фермы, с жестко закрепленными на ней буровым станком и двумя лебедками, снабженными гибкими тяговыми элементами (тросами), охватывающими блоки поперечных балок, один конец которых закреплен на барабане лебедки, а другой на тележке рабочего органа, и систему управления.A walking drilling rig is known (patent RU No. 166446, published 07/04/2016), including a load-bearing truss made of two parallel pipes with longitudinal guides and equipped with earrings hingedly connected to the support platforms, while the ends of the pipes are curved upward, forming symmetrical consoles, left and right and are rigidly connected to each other by transverse beams with blocks placed on them, supports, a working body made in the form of a cart with rollers interacting with the longitudinal guides of the farm, with a drilling rig rigidly fixed to it and two winches equipped with flexible traction elements ( cables) covering blocks of transverse beams, one end of which is fixed to the winch drum, and the other to the working body trolley, and the control system.

Недостатком шагающей буровой установки является конструкция механизма перемещения рабочего органа, которая включает большое количество узлов и деталей, таких как блоки, размещенные на поперечных балках, две лебедки, снабженные гибкими тяговыми элементами, охватывающими блоки поперечных балок, что приводит к снижению надёжности и эффективности работы установки.The disadvantage of a walking drilling rig is the design of the mechanism for moving the working body, which includes a large number of components and parts, such as blocks placed on transverse beams, two winches equipped with flexible traction elements covering blocks of transverse beams, which leads to a decrease in the reliability and efficiency of the installation. .

Известно шагающее устройство для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов (патент RU № 214112, опубл. 12.10.2022), принятое за прототип, включающее несущую ферму, установленную на двух опорах, и рабочий орган. Несущая ферма выполнена из двух параллельно закреплённых относительно друг друга труб с симметричными консолями, установленными слева и справа соосно участку несущей фермы между опорами. Продольные направляющие выполнены в форме швеллера и установлены внутри труб несущей фермы симметрично относительно горизонтальной оси симметрии несущей фермы. Концы труб жестко связаны между собой поперечными балками. Рабочий орган выполнен в виде тяговой тележки, в верхней части которой жёстко закреплён собственный привод, который выполнен в герметичном исполнении, в нижней части которой жёстко закреплён телескопический манипулятор. На боковых сторонах тяговой тележки закреплены ролики, которые установлены в продольных направляющих несущей фермы с возможностью возвратно-поступательного движения рабочего органа вдоль несущей фермы, включая консоли. Каждая из опор состоит из опорного стола, соединённого с телескопическими штангами, жёстко связанными с опорными башмаками, и поворотной платформы.A walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs is known (patent RU No. 214112, published on October 12, 2022), adopted as a prototype, including a load-bearing truss mounted on two supports and a working element. The supporting truss is made of two parallel pipes fixed relative to each other with symmetrical consoles installed on the left and right coaxially to the section of the supporting truss between the supports. The longitudinal guides are made in the form of a channel and are installed inside the pipes of the supporting truss symmetrically relative to the horizontal axis of symmetry of the supporting truss. The ends of the pipes are rigidly connected to each other by transverse beams. The working body is made in the form of a traction trolley, in the upper part of which its own drive is rigidly fixed, which is made in a sealed design, in the lower part of which a telescopic manipulator is rigidly fixed. Rollers are fixed on the sides of the traction cart, which are installed in the longitudinal guides of the load-bearing truss with the possibility of reciprocating movement of the working body along the load-bearing truss, including consoles. Each of the supports consists of a support table connected to telescopic rods, rigidly connected to the support shoes, and a rotating platform.

Недостатками являются конструкция привода перемещения рабочего органа, не обеспечивающая надежное сцепление роликов тяговой тележки с продольными направляющими несущей фермы из-за возможного их проскальзывания относительно направляющих фермы, а также надежную поперечную фиксацию рабочего органа на несущей ферме и геометрические и инерционные параметры шагающего устройства, оптимальное соотношение которых не установлено, что приводит к снижению эффективности и стабильности работы устройства.The disadvantages are the design of the drive for moving the working body, which does not provide reliable adhesion of the rollers of the traction cart with the longitudinal guides of the load-bearing truss due to their possible slipping relative to the guides of the truss, as well as reliable transverse fixation of the working element on the load-bearing truss and the geometric and inertial parameters of the walking device, the optimal ratio which are not installed, which leads to a decrease in the efficiency and stability of the device.

Техническим результатом являются повышение эффективности и стабильности работы шагающего устройства.The technical result is to increase the efficiency and stability of the walking device.

Технический результат достигается тем, что несущая ферма выполнена из двух параллельно закреплённых относительно друг друга конструкционных профилей с консолями, которые связаны между собой соединительными пластинами на концах конструкционных профилей, а в нижних пазах конструкционных профилей жёстко закреплены зубчатые рейки, рабочий орган выполнен в виде герметичного корпуса, внутри которого в нижней части жёстко закреплён червячно-цилиндрический мотор-редуктор, соединённый через валы с приводными зубчатыми шестернями, которые размещены снаружи герметичного корпуса симметрично относительно друг друга с возможностью зацепления с зубчатыми рейками, также снаружи герметичного корпуса в верхней части на боковых поверхностях симметрично относительно друг друга на верхние грани конструкционных профилей установлены ролики, выполненные с возможностью возвратно-поступательного движения рабочего органа вдоль несущей фермы, включая консоли, при этом отношение геометрических параметров шагающего устройства равно отношению инерционных параметров устройства:The technical result is achieved by the fact that the supporting truss is made of two parallel structural profiles fixed relative to each other with consoles, which are interconnected by connecting plates at the ends of the structural profiles, and in the lower grooves of the structural profiles, gear racks are rigidly fixed, the working body is made in the form of a sealed housing , inside of which a worm-helical gear motor is rigidly fixed in the lower part, connected through shafts to drive gears, which are located outside the sealed housing symmetrically relative to each other with the possibility of engagement with gear racks, also outside the sealed housing in the upper part on the side surfaces symmetrically relative to each other, rollers are installed on the upper edges of the structural profiles, made with the possibility of reciprocating movement of the working element along the supporting truss, including consoles, while the ratio of the geometric parameters of the walking device is equal to the ratio of the inertial parameters of the device:

, ,

где lк – длина консоли, м;where l k is the length of the console, m;

lгк – длина герметичного корпуса, м;l gk – length of the sealed housing, m;

l – длина участка несущей фермы между опорами, м;l is the length of the supporting truss section between the supports, m;

mф – масса несущей фермы, кг;m f – mass of the supporting truss, kg;

mоп – масса опоры, кг;m op – support mass, kg;

mор – масса рабочего органа, кг.m or – mass of the working body, kg.

Шагающее устройство для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов:Walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs:

фиг. 1 – общий вид шагающего устройства;fig. 1 – general view of the walking device;

фиг. 2 – вид сверху на шагающее устройство;fig. 2 – top view of the walking device;

фиг. 3 – вид сбоку на шагающее устройство;fig. 3 – side view of the walking device;

фиг. 4 – положение устройства в начале цикла;fig. 4 – position of the device at the beginning of the cycle;

фиг. 5 – вид сверху на устройство в начале цикла;fig. 5 – top view of the device at the beginning of the cycle;

фиг. 6 – положение устройства в вертикальной плоскости, рабочий орган на консоли, расположенной слева;fig. 6 – position of the device in the vertical plane, the working element is on the console located on the left;

фиг. 7 – положение устройства в горизонтальной плоскости, рабочий орган на консоли, расположенной слева;fig. 7 – position of the device in the horizontal plane, the working element is on the console located on the left;

фиг. 8 – положение устройства в вертикальной плоскости, рабочий орган на консоли, расположенной справа;fig. 8 – position of the device in the vertical plane, the working element is on the console located on the right;

фиг. 9 – положение устройства в горизонтальной плоскости, рабочий орган на консоли, расположенной справа, где:fig. 9 – position of the device in the horizontal plane, the working element is on the console located on the right, where:

1 – несущая ферма;1 – load-bearing truss;

2 – опора;2 – support;

3 – рабочий орган;3 – working body;

4 – конструкционный профиль;4 – structural profile;

5 – консоль;5 – console;

6 – соединительная пластина;6 – connecting plate;

7 – зубчатая рейка;7 – toothed rack;

8 – герметичный корпус;8 – sealed housing;

9 – червячно-цилиндрический мотор-редуктор;9 – worm-helical gear motor;

10 – вал;10 – shaft;

11 – приводная зубчатая шестерня;11 – drive gear;

12 – телескопический манипулятор;12 – telescopic manipulator;

13 – ролик;13 – roller;

14 – реборда;14 – flange;

15 – верхняя грань;15 – top edge;

16 – опорный стол;16 – support table;

17 – телескопическая штанга;17 – telescopic rod;

18 – опорный башмак;18 – support shoe;

19 – поворотная платформа;19 – rotating platform;

20 – горизонтальная ось;20 – horizontal axis;

21 – вертикальная ось.21 – vertical axis.

Шагающее устройство для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов включает несущую ферму 1, установленную на двух опорах 2, и рабочий орган 3 (фиг. 1-3). Несущая ферма 1 выполнена из двух параллельно закреплённых относительно друг друга конструкционных профилей 4 с консолями 5, связанных между собой соединительными пластинами 6. В нижних пазах конструкционных профилей 4 жёстко закреплены зубчатые рейки 7.A walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs includes a load-bearing truss 1 mounted on two supports 2, and a working body 3 (Fig. 1-3). The load-bearing truss 1 is made of two parallel structural profiles 4, fixed relative to each other, with consoles 5, interconnected by connecting plates 6. In the lower grooves of the structural profiles 4, gear racks 7 are rigidly fixed.

Рабочий орган 3 выполнен в виде герметичного корпуса 8, внутри которого, в нижней части, жёстко закреплены червячно-цилиндрический мотор-редуктор 9, соединённый через валы 10 с приводными зубчатыми шестернями 11, размещенными снаружи герметичного корпуса 8 симметрично относительно друг друга, с возможностью зацепления с зубчатыми рейками 7, и телескопический манипулятор 12. Снаружи герметичного корпуса 8, в верхней части, на боковых поверхностях симметрично относительно друг друга установлены ролики 13. Ролики 13 снабжены с внутренней стороны ребордами 14, которые установлены на верхние грани 15 с возможностью возвратно-поступательного движения рабочего органа 3 вдоль несущей фермы 1, включая консоли 5.The working body 3 is made in the form of a sealed housing 8, inside of which, in the lower part, a worm-helical geared motor 9 is rigidly fixed, connected through shafts 10 to drive gears 11, located outside the sealed housing 8 symmetrically relative to each other, with the possibility of engagement with gear racks 7, and a telescopic manipulator 12. Outside the sealed housing 8, in the upper part, rollers 13 are installed symmetrically relative to each other on the side surfaces. Rollers 13 are equipped with flanges 14 on the inside, which are installed on the upper faces 15 with the possibility of reciprocating movement of the working body 3 along the supporting truss 1, including the console 5.

Каждая из опор 2 состоит из опорного стола 16, соединённого с телескопическими штангами 17, жёстко связанными с опорными башмаками 18, и поворотной платформы 19. Поворотная платформа 19 при помощи горизонтальных осей 20 шарнирно соединена с несущей фермой 1 с возможностью поворота в вертикальной плоскости и связана с опорным столом 16 вертикальной осью 21 с возможностью поворота в горизонтальной плоскости. Отношение геометрических параметров шагающего устройства равно отношению инерционных параметров устройства:Each of the supports 2 consists of a support table 16, connected to telescopic rods 17, rigidly connected to the support shoes 18, and a rotating platform 19. The rotating platform 19, using horizontal axes 20, is hingedly connected to the supporting truss 1 with the possibility of rotation in the vertical plane and is connected with a support table 16 and a vertical axis 21 with the ability to rotate in a horizontal plane. The ratio of the geometric parameters of the walking device is equal to the ratio of the inertial parameters of the device:

, ,

где lк – длина консоли, м;where l k is the length of the console, m;

lгк – длина герметичного корпуса, м;l gk – length of the sealed housing, m;

l – длина участка несущей фермы между опорами, м;l is the length of the supporting truss section between the supports, m;

mф – масса несущей фермы, кг;m f – mass of the supporting truss, kg;

mоп – масса опоры, кг;m op – support mass, kg;

mор – масса рабочего органа, кг.m or – mass of the working body, kg.

Работа шагающего устройства для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов осуществляется следующим образом. Устройство устанавливается на дне подледникового водоёма, при этом рабочий орган 3 занимает положение на несущей ферме 1 между опорами 2, и производится отбор пробы донных отложений с помощью телескопического манипулятора 12 для отбора проб донных отложений (фиг. 4, 5). После взятия первой пробы включают червячно-цилиндрический мотор-редуктор 9, который передаёт вращающий момент через валы 10 на приводные зубчатые шестерни 11. Рабочий орган 3 за счёт взаимодействия приводных зубчатых шестерен 11 с зубчатыми рейками 7, жёстко закреплёнными в нижних пазах конструкционных профилей 4, и роликов 13, выполненных с внутренней стороны с ребордами 14, с верхними гранями 15 конструкционных профилей 4 перемещается на концы консолей 5, расположенных слева (фиг. 1, 3). При этом телескопический манипулятор 12 для отбора проб донных отложений находится в сложенном состоянии внутри герметичного корпуса 8, обеспечивая его свободное прохождение над поворотной платформой 19 (фиг. 1, 6). В момент достижения рабочим органом 3 концов консолей 5, расположенных слева, когда герметичный корпус 8 упирается в соединительную пластину 6, жёстко связывающую между собой концы конструкционных профилей 4 (фиг. 1, 2, 6), опора 2, расположенная справа, за счёт изменения положения центра масс системы несущая ферма 1 – опоры 2 – рабочий орган 3 отрывается от дна и происходит поворот в вертикальной плоскости несущей фермы 1 относительно горизонтальных осей 20 шарнирного соединения несущей фермы 1 с опорой 2, расположенной слева, (фиг. 1, 6). В указанном положении включают привод поворота (на фигуре не показан) поворотной платформы 19 опоры 2, расположенной слева, и осуществляют поворот в горизонтальной плоскости несущей фермы 1 относительно вертикальной оси 21, связанной с опорным столом 16 (фиг. 1-3, 7). Далее включают червячно-цилиндрический мотор-редуктор 9, который передаёт вращающий момент через валы 10 на приводные зубчатые шестерни 11, и за счёт взаимодействия приводных зубчатых шестерен 11 с зубчатыми рейками 7, жёстко закреплёнными в нижних пазах конструкционных профилей 4, и роликов 13, выполненных с внутренней стороны с ребордами 14, с верхними гранями 15 конструкционных профилей 4 перемещают рабочий орган 3 в сторону консолей 5, расположенных справа (фиг. 1). Как только рабочий орган 3 смещается от концов консолей 5, расположенных слева, нарушается условие равновесия системы, происходит поворот несущей фермы 1 в вертикальной плоскости и поднятая опора 2, расположенная справа, опускается и устанавливается с помощью телескопических штанг 17 с опорными башмаками 18 на дне подледникового водоёма в новом положении (фиг. 1, 7). Производят отбор второй пробы донных отложений, при этом рабочий орган 3 находится между опорами 2. По окончании отбора второй пробы цикл шагания повторяется перемещением рабочего органа 3 на концы консолей 5, расположенных справа (фиг. 8, 9).The operation of a walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs is carried out as follows. The device is installed at the bottom of a subglacial reservoir, while the working body 3 occupies a position on the supporting truss 1 between supports 2, and a sample of bottom sediments is taken using a telescopic manipulator 12 for sampling bottom sediments (Fig. 4, 5). After taking the first sample, the worm gear motor 9 is turned on, which transmits torque through the shafts 10 to the drive gears 11. The working body 3, due to the interaction of the drive gears 11 with the gear racks 7, is rigidly fixed in the lower grooves of the structural profiles 4, and rollers 13, made on the inside with flanges 14, with the upper edges 15 of the structural profiles 4 moving to the ends of the consoles 5 located on the left (Fig. 1, 3). In this case, the telescopic manipulator 12 for sampling bottom sediments is folded inside the sealed housing 8, ensuring its free passage over the rotary platform 19 (Fig. 1, 6). At the moment the working body 3 reaches the ends of the consoles 5, located on the left, when the sealed housing 8 rests against the connecting plate 6, rigidly connecting the ends of the structural profiles 4 (Fig. 1, 2, 6), support 2, located on the right, due to the change the position of the center of mass of the system: load-bearing truss 1 - supports 2 - working body 3 is lifted off the bottom and the load-bearing truss 1 rotates in the vertical plane relative to the horizontal axes 20 of the hinge connection of the load-bearing truss 1 with support 2 located on the left (Fig. 1, 6). In this position, turn on the rotation drive (not shown in the figure) of the rotating platform 19 of the support 2, located on the left, and rotate the supporting truss 1 in the horizontal plane relative to the vertical axis 21 connected to the support table 16 (Fig. 1-3, 7). Next, they include a worm-helical gear motor 9, which transmits torque through the shafts 10 to the drive gears 11, and due to the interaction of the drive gears 11 with the gear racks 7, rigidly fixed in the lower grooves of the structural profiles 4, and rollers 13, made on the inside with flanges 14, with upper edges 15, structural profiles 4 move the working body 3 towards the consoles 5 located on the right (Fig. 1). As soon as the working body 3 is displaced from the ends of the consoles 5, located on the left, the equilibrium condition of the system is violated, the supporting truss 1 rotates in the vertical plane and the raised support 2, located on the right, is lowered and installed using telescopic rods 17 with support shoes 18 at the bottom of the subglacial reservoir in a new position (Fig. 1, 7). A second sample of bottom sediments is taken, while the working body 3 is located between the supports 2. Upon completion of the collection of the second sample, the walking cycle is repeated by moving the working body 3 to the ends of the consoles 5 located on the right (Fig. 8, 9).

Пример определения отношения геометрических параметров шагающего устройства к отношению инерционных параметров устройства.An example of determining the ratio of the geometric parameters of a walking device to the ratio of the inertial parameters of the device.

Расчёты произведены для следующих значений параметров шагающего устройства для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов: lк = 0,3 м; lгк = 0,15 м; l = 0,4 м; mф = 0,66 кг; mоп = 0,15 кг; mор = 0,853 кг.Calculations were made for the following values of the parameters of a walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs: l k = 0.3 m; l gk = 0.15 m; l = 0.4 m; m f = 0.66 kg; m op = 0.15 kg; m or = 0.853 kg.

Для достижения технического результата необходимо выполнение условия:To achieve a technical result, the following conditions must be met:

. .

После подстановки исходных данных имеем:After substituting the initial data we have:

0,563 = 0,563.0.563 = 0.563.

Таким образом, условие, являющееся одним из признаков заявленного шагающего устройства для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов, выполняется. Следовательно, процесс шагания устройства будет стабильным, что позволит повысить эффективность работы шагающего устройства.Thus, the condition, which is one of the signs of the claimed walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs, is met. Therefore, the walking process of the device will be stable, which will improve the operating efficiency of the walking device.

Повышение эффективности и стабильности работы шагающего устройства достигается за счёт применения зубчато-реечного привода перемещения рабочего органа, обеспечивающего надежное сцепление, высокую точность и требуемую скорость перемещения рабочего органа вдоль несущей фермы, роликов, снабжённых с внутренней стороны ребордами, обеспечивающими надежную поперечную фиксацию рабочего органа на несущей ферме и установления оптимального соотношения геометрических и инерционных параметров устройства.Increasing the efficiency and stability of the walking device is achieved through the use of a rack-and-pinion drive for moving the working body, which provides reliable adhesion, high accuracy and the required speed of movement of the working body along the supporting truss, rollers equipped with flanges on the inside, ensuring reliable transverse fixation of the working body on load-bearing truss and establishing the optimal ratio of geometric and inertial parameters of the device.

Claims (8)

Шагающее устройство для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов, включающее несущую ферму, рабочий орган с телескопическим манипулятором и опоры, каждая из которых состоит из опорного стола, соединённого с телескопическими штангами, жёстко связанными с опорными башмаками, и поворотной платформы, которая при помощи горизонтальных осей шарнирно соединена с несущей фермой с возможностью поворота в вертикальной плоскости и связана с опорным столом вертикальной осью с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, отличающееся тем, что несущая ферма выполнена из двух параллельно закреплённых относительно друг друга конструкционных профилей с консолями, которые связаны между собой соединительными пластинами на концах конструкционных профилей, а в нижних пазах конструкционных профилей жёстко закреплены зубчатые рейки, рабочий орган выполнен в виде герметичного корпуса, внутри которого в нижней части жёстко закреплён червячно-цилиндрический мотор-редуктор, соединённый через валы с приводными зубчатыми шестернями, которые размещены снаружи герметичного корпуса симметрично относительно друг друга с возможностью зацепления с зубчатыми рейками, также снаружи герметичного корпуса в верхней части на боковых поверхностях симметрично относительно друг друга на верхние грани конструкционных профилей установлены ролики, выполненные с возможностью возвратно-поступательного движения рабочего органа вдоль несущей фермы, включая консоли, при этом отношение геометрических параметров шагающего устройства равно отношению инерционных параметров устройстваA walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs, including a supporting truss, a working body with a telescopic manipulator and supports, each of which consists of a support table connected to telescopic rods rigidly connected to the support shoes, and a rotating platform, which is hinged using horizontal axes connected to the supporting truss with the possibility of rotation in a vertical plane and connected to the support table by a vertical axis with the possibility of rotation in a horizontal plane, characterized in that the supporting truss is made of two parallel structural profiles fixed relative to each other with consoles that are interconnected by connecting plates on ends of the structural profiles, and in the lower grooves of the structural profiles the gear racks are rigidly fixed, the working body is made in the form of a sealed housing, inside of which a worm-helical gear motor is rigidly fixed in the lower part, connected through shafts to drive gears, which are located outside the sealed housing symmetrically relative to each other with the possibility of engagement with gear racks, also outside the sealed housing in the upper part on the side surfaces symmetrically relative to each other, on the upper faces of the structural profiles, rollers are installed, made with the possibility of reciprocating movement of the working body along the load-bearing truss, including consoles, with In this case, the ratio of the geometric parameters of the walking device is equal to the ratio of the inertial parameters of the device , , где lк – длина консоли, м;where l k is the length of the console, m; lгк – длина герметичного корпуса, м;l gk – length of the sealed housing, m; l – длина участка несущей фермы между опорами, м;l – length of the supporting truss section between the supports, m; mф – масса несущей фермы, кг;m f – mass of the supporting truss, kg; mоп – масса опоры, кг;m op – support mass, kg; mор – масса рабочего органа, кг.m or – mass of the working body, kg.
RU2023117946U 2023-07-07 WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS RU220605U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU220605U1 true RU220605U1 (en) 2023-09-25

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221278U1 (en) * 2023-09-18 2023-10-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1027343A1 (en) * 1981-12-10 1983-07-07 Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Г.В.Плеханова Walking excavating apparatus for underwater working of minerals
US5762153A (en) * 1994-12-22 1998-06-09 Zamagni; Giancarlo Machine for arthropod locomotion on a surface
CN206876410U (en) * 2017-05-31 2018-01-12 国家深海基地管理中心 Myriametre level deep-sea autonomous type substrate is visited and takes device
RU214140U1 (en) * 2022-07-07 2022-10-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" WALKING DEVICE FOR INVESTIGATION OF THE BOTTOM SURFACE OF SUB-GLACIAL WATER BODIES
CN115479804A (en) * 2022-09-20 2022-12-16 浙江大学 Ocean floats formula automatic sampler based on sequence controller

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1027343A1 (en) * 1981-12-10 1983-07-07 Ленинградский Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Горный Институт Им.Г.В.Плеханова Walking excavating apparatus for underwater working of minerals
US5762153A (en) * 1994-12-22 1998-06-09 Zamagni; Giancarlo Machine for arthropod locomotion on a surface
CN206876410U (en) * 2017-05-31 2018-01-12 国家深海基地管理中心 Myriametre level deep-sea autonomous type substrate is visited and takes device
RU214140U1 (en) * 2022-07-07 2022-10-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" WALKING DEVICE FOR INVESTIGATION OF THE BOTTOM SURFACE OF SUB-GLACIAL WATER BODIES
RU214112U1 (en) * 2022-07-27 2022-10-12 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" WALKING DEVICE FOR INVESTIGATION OF THE BOTTOM SURFACE OF SUB-GLACIAL WATER BODIES
CN115479804A (en) * 2022-09-20 2022-12-16 浙江大学 Ocean floats formula automatic sampler based on sequence controller

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU221278U1 (en) * 2023-09-18 2023-10-30 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104458428B (en) Large-sized fluid-solid-heat multi-field coupling test loading system
CN212077899U (en) Compacting and grouting device for municipal road and bridge construction
CN201053119Y (en) Caterpillar track type hydraulic multifunctional anchor bar anchor rope machine
RU220605U1 (en) WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS
CN1039844C (en) Hydraulic pressure step-type pile driver
RU221278U1 (en) WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS
CN212294673U (en) Deep foundation pit support pile
RU214140U1 (en) WALKING DEVICE FOR INVESTIGATION OF THE BOTTOM SURFACE OF SUB-GLACIAL WATER BODIES
US4118321A (en) Device for tanks of circular type such as, for example, thickeners, sludge tanks, mixing tanks and the like
RU214112U1 (en) WALKING DEVICE FOR INVESTIGATION OF THE BOTTOM SURFACE OF SUB-GLACIAL WATER BODIES
CN114991108B (en) A quick soil pick-up device for road bed compactness detects
SU1624228A1 (en) Device for seating pipeline into watered ground
CN205766778U (en) A kind of hydraulic pressure plate fetching machine
RU166446U1 (en) STEPPING DRILLING RIG
CN220789756U (en) Ultra-deep bored pile slag remover
CN110886621A (en) Tunnel adverse slope is with portable drainage device that takes out in succession
CN205637509U (en) Porcelain whitewashing machine is scraped in press polish of plastering
CN215165601U (en) Portal frame structure for ramming equipment with quick adjustment rammer position
CN114216730B (en) Sampling device for geological mineral exploration and application method thereof
CN214832661U (en) Long spiral pile machine suitable for piling hard block soil
CN117211680B (en) Inclined rock face drilling method
CN220117209U (en) Pile filling machine for road and bridge construction
SU1280088A1 (en) Rig for testing soil intake process
CN116519389B (en) Stratified sampling device based on groundwater detection test
CN204389203U (en) A kind of underground solid sampling device