[go: up one dir, main page]

RU221278U1 - 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
RU221278U1
RU221278U1 RU2023123967U RU2023123967U RU221278U1 RU 221278 U1 RU221278 U1 RU 221278U1 RU 2023123967 U RU2023123967 U RU 2023123967U RU 2023123967 U RU2023123967 U RU 2023123967U RU 221278 U1 RU221278 U1 RU 221278U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
truss
turntables
load
support
supports
Prior art date
Application number
RU2023123967U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Витальевич Шишкин
Анатолий Юрьевич Ожигин
Илья Витальевич Ракитин
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 RU221278U1 publication Critical patent/RU221278U1/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к горному делу, в частности к устройствам для взятия проб из верхнего слоя донных отложений подледниковых водоемов, способным передвигаться шаганием по поверхности дна, с возможностью их доставки на требуемую глубину через предварительно пробуренную в толще льда скважину. Техническим результатом является повышение стабильности работы шагающего устройства. Шагающее устройство для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов, включающее несущую ферму, опоры с поворотными платформами и опорными столами, рабочий орган, телескопический манипулятор. 12 ил. The utility model relates to mining, in particular to devices for taking samples from the upper layer of 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 technical result is to increase the stability of the walking device. A walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs, including a load-bearing truss, supports with turntables and support tables, a working element, and a telescopic manipulator. 12 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 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.

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 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.

Недостатками шагающей буровой установки являются 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 (тросами), охватывающими блоки поперечных балок, и конструкция несущей фермы, которая не позволяет задавать угол подъёма несущей фермы с учётом высоты неровностей донной поверхности, что приводит к снижению надёжности и стабильности работы установки.The disadvantages of a walking drilling rig are the design of the mechanism for moving the working body, which includes a large number of components and parts, such as blocks placed on the transverse beams, two winches equipped with flexible traction elements (cables) covering the blocks of the transverse beams, and the design of the supporting truss, which does not allow setting the lifting angle of the supporting truss taking into account the height of the bottom surface unevenness, which leads to a decrease in the reliability and stability 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 прототипа являются конструкции поворотных платформ и несущей фермы, не обеспечивающие возможность задавать угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости относительно исходного, горизонтального положения в зависимости от высоты неровностей донной поверхности, что приводит к снижению стабильности работы устройства.The disadvantages of the prototype are the designs of the turntables and the load-bearing truss, which do not provide the ability to set the angle of rotation of the load-bearing truss in the vertical plane relative to the initial, horizontal position, depending on the height of the unevenness of the bottom surface, which leads to a decrease in the stability of the device.

Техническим результатом является повышение стабильности работы шагающего устройства.The technical result is to increase the stability of the walking device.

Технический результат достигается тем, что поворотные платформы в верхней части выполнены с проушинами, которые соединены горизонтальными шарнирами с рычагами, которые шарнирно связаны вращающимися осями с несущей фермой с возможностью возвратно-поступательного движения вращающихся осей вдоль С-образных направляющих, в нижней части выполнены с кронштейнами, в которых закреплены червячно-цилиндрические мотор-редукторы и червяки, которые соединены с червячно-цилиндрическими мотор-редукторами с возможностью зацепления с червячными колёсами, которые жёстко связаны с опорными столами, с возможностью поворота поворотных платформ в горизонтальной плоскости относительно вертикальных осей, которые шарнирно соединяют поворотные платформы с опорными столами, которые жёстко соединены с опорными штангами в форме труб, С-образные направляющие, на которые нанесены измерительные шкалы, жёстко закреплены снаружи труб несущей фермы на участке между опорами симметрично относительно горизонтальной оси симметрии несущей фермы, ограничители, по центру которых нанесены риски, установлены в С-образных направляющих и закреплены установочными винтами, с возможностью задавать угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости относительно горизонтальных осей, шарнирно соединяющих поворотные платформы с несущей фермой, через отношениеThe technical result is achieved in that the turntables in the upper part are made with lugs, which are connected by horizontal hinges to levers, which are hingedly connected by rotating axes to the supporting truss with the possibility of reciprocating movement of the rotating axes along C-shaped guides, in the lower part they are made with brackets , in which worm-helical motor-gearboxes and worms are fixed, which are connected to worm-helical motor-gearboxes with the possibility of engagement with worm wheels, which are rigidly connected to the support tables, with the possibility of rotating the turntables in the horizontal plane relative to the vertical axes, which are hinged connect turntables with support tables, which are rigidly connected to support rods in the form of pipes, C-shaped guides, on which measuring scales are applied, are rigidly fixed outside the pipes of the supporting truss in the area between the supports symmetrically relative to the horizontal axis of symmetry of the supporting truss, limiters in the center which marks are applied, installed in C-shaped guides and secured with set screws, with the ability to set the angle of rotation of the load-bearing truss in the vertical plane relative to the horizontal axes pivotally connecting the turntables with the load-bearing truss, through the ratio

, ,

где ϕ – угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости, град;where ϕ is the angle of rotation of the supporting truss in the vertical plane, degrees;

h н – высота преодолеваемой неровности донной поверхности, м; h n – height of the bottom surface unevenness to be overcome, m;

δ – минимальный зазор между опорными башмаками поднятой опоры и гребнем преодолеваемой неровности донной поверхности, м;δ – minimum gap between the support shoes of the raised support and the crest of the uneven bottom surface to be overcome, m;

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

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 без телескопического манипулятора;fig. 3 – side view of the walking device without a telescopic manipulator;

фиг. 4 – разрез несущей фермы;fig. 4 – section of the load-bearing truss;

фиг. 5 – общий вид системы поворотная платформа – рычаг – несущая ферма – ограничитель;fig. 5 – general view of the system: rotating platform – lever – load-bearing truss – limiter;

фиг. 6 – вид сверху на систему поворотная платформа – рычаг – несущая ферма – ограничитель;fig. 6 – top view of the system: rotating platform – lever – load-bearing truss – limiter;

фиг. 7 – положение устройства в начале цикла;fig. 7 – position of the device at the beginning of the cycle;

фиг. 8 – вид сверху на устройство в начале цикла;fig. 8 – top view of the device at the beginning of the cycle;

фиг. 9 – положение устройства в вертикальной плоскости, рабочий орган на консолях, расположенных слева;fig. 9 – position of the device in the vertical plane, the working body on the consoles located on the left;

фиг. 10 – положение устройства в горизонтальной плоскости, рабочий орган на консолях, расположенных слева;fig. 10 – position of the device in the horizontal plane, the working body on the consoles located on the left;

фиг. 11 – положение устройства в вертикальной плоскости, рабочий орган на консолях, расположенных справа;fig. 11 – position of the device in the vertical plane, the working body on the consoles located on the right;

фиг. 12 – положение устройства в горизонтальной плоскости, рабочий орган на консолях, расположенных справа, где:fig. 12 – position of the device in the horizontal plane, the working body on the consoles located on the right, where:

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

2 – опора;2 – support;

3 – рабочий орган;3 – working body;

4 – труба;4 – pipe;

5 – консоль;5 – console;

6 – поперечная балка;6 – transverse beam;

7 – продольная направляющая;7 – longitudinal guide;

8 – горизонтальная ось симметрии;8 – horizontal axis of symmetry;

9 – С-образная направляющая;9 – C-shaped guide;

10 – измерительная шкала;10 – measuring scale;

11 – ограничитель;11 – limiter;

12 – риска;12 – risk;

13 – установочный винт;13 – setscrew;

14 – горизонтальная ось;14 – horizontal axis;

15 – поворотная платформа;15 – rotating platform;

16 – тяговая тележка;16 – traction trolley;

17 – привод;17 – drive;

18 – телескопический манипулятор;18 – telescopic manipulator;

19 – ролик;19 – roller;

20 – опорный стол;20 – support table;

21 – опорная штанга;21 – support rod;

22 – опорный башмак;22 – support shoe;

23 – вертикальная ось;23 – vertical axis;

24 – проушина;24 – eye;

25 – кронштейн;25 – bracket;

26 – червячно-цилиндрический мотор-редуктор;26 – worm-helical gear motor;

27 – червяк;27 – worm;

28 – червячное колесо;28 – worm wheel;

29 – горизонтальный шарнир;29 – horizontal hinge;

30 – рычаг;30 – lever;

31 – вращающаяся ось.31 – rotating axis.

Шагающее устройство для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов включает несущую ферму 1, которая установлена на двух опорах 2, и рабочий орган 3 (фиг. 1-6). Несущая ферма 1 выполнена из двух параллельно закреплённых относительно друг друга труб 4 с симметричными консолями 5, которые соединены между собой поперечными балками 6. Продольные направляющие 7 выполнены в форме швеллера и установлены внутри труб 4 несущей фермы 1 симметрично относительно горизонтальной оси симметрии 8 несущей фермы 1. С-образные направляющие 9, на которые нанесены измерительные шкалы 10, жёстко закреплены снаружи труб 4 несущей фермы 1 на участке между опорами 2 симметрично относительно горизонтальной оси симметрии 8 несущей фермы 1. с Ограничители 11, по центру которых нанесены риски 12, установлены в С-образных направляющих 9 и закреплены установочными винтами 13, с возможностью задавать угол поворота несущей фермы 1 в вертикальной плоскости относительно горизонтальных осей 14, шарнирно соединяющих поворотную платформу 15 с несущей фермой 1, через отношениеA walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs includes a load-bearing truss 1, which is mounted on two supports 2, and a working element 3 (Fig. 1-6). The supporting truss 1 is made of two parallel pipes 4 fixed relative to each other with symmetrical consoles 5, which are interconnected by transverse beams 6. Longitudinal guides 7 are made in the form of a channel and installed inside the pipes 4 of the supporting truss 1 symmetrically relative to the horizontal axis of symmetry 8 of the supporting truss 1 C-shaped guides 9, on which measuring scales 10 are applied, are rigidly fixed outside the pipes 4 of the load-bearing truss 1 in the area between the supports 2 symmetrically relative to the horizontal axis of symmetry 8 of the load-bearing truss 1. c Limiters 11, in the center of which marks 12 are applied, are installed in C-shaped guides 9 and secured with set screws 13, with the ability to set the angle of rotation of the supporting truss 1 in the vertical plane relative to the horizontal axes 14, pivotally connecting the rotating platform 15 with the supporting truss 1, through the relation

, ,

где ϕ – угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости, град.;where ϕ is the angle of rotation of the supporting truss in the vertical plane, degrees;

h н – высота преодолеваемой неровности донной поверхности, м; h n – height of the bottom surface unevenness to be overcome, m;

δ – минимальный зазор между опорными башмаками поднятой опоры и гребнем преодолеваемой неровности донной поверхности, м;δ – minimum gap between the support shoes of the raised support and the crest of the uneven bottom surface to be overcome, m;

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

Рабочий орган 3 выполнен в виде тяговой тележки 16, в верхней части которой жёстко закреплён собственный привод 17 в герметичном исполнении, в нижней части жёстко закреплён телескопический манипулятор 18. На боковых сторонах тяговой тележки 16 закреплены ролики 19, которые установлены в продольных направляющих 7 несущей фермы 1 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 traction trolley 16, in the upper part of which its own drive 17 in a sealed design is rigidly fixed, in the lower part a telescopic manipulator 18 is rigidly fixed. On the sides of the traction trolley 16, rollers 19 are fixed, which are installed in the longitudinal guides 7 of the supporting truss 1 with the possibility of reciprocating movement of the working body 3 along the supporting truss 1, including consoles 5.

Опоры 2 состоят из опорных столов 20, которые жёстко соединены с опорными штангами 21 в форме труб, жёстко связанными с опорными башмаками 22, и поворотных платформ 15, которые шарнирно соединены с несущей фермой 1 горизонтальными осями 14, а с опорными столами 20 вертикальными осями 23. Поворотные платформы 15 в верхней части выполнены с проушинами 24, в нижней части выполнены с кронштейнами 25, в которых закреплены червячно-цилиндрические мотор-редукторы 26 и червяки 27, которые соединены с червячно-цилиндрическими мотор-редукторами 26 с возможностью зацепления с червячными колёсами 28, которые жёстко связаны с опорными столами 20, с возможностью поворота поворотных платформ 15 в горизонтальной плоскости относительно вертикальных осей 23. Проушины 24 соединены горизонтальными шарнирами 29 с рычагами 30, которые шарнирно связаны вращающимися осями 31 с несущей фермой 1 с возможностью возвратно-поступательного движения вращающихся осей 31 вдоль С-образных направляющих 9. Supports 2 consist of support tables 20, which are rigidly connected to support rods 21 in the form of pipes, rigidly connected to support shoes 22, and turntables 15, which are hingedly connected to the supporting truss 1 by horizontal axes 14, and to support tables 20 by vertical axes 23 The turntables 15 in the upper part are made with lugs 24, in the lower part they are made with brackets 25, in which worm-helical geared motors 26 and worms 27 are fixed, which are connected to worm-helical geared motors 26 with the ability to engage with worm wheels 28, which are rigidly connected to the support tables 20, with the ability to rotate the turntables 15 in a horizontal plane relative to the vertical axes 23. The lugs 24 are connected by horizontal hinges 29 to levers 30, which are hingedly connected by rotating axes 31 to the supporting truss 1 with the possibility of reciprocating movement rotating axes 31 along C-shaped guides 9.

Работа шагающего устройства для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов осуществляется следующим образом. Чтобы шагающее устройство в процессе движения преодолело неровность донной поверхности известной высоты, задают угол, на который необходимо осуществить поворот несущей фермы 1 в вертикальной плоскости относительно её исходного положения, через отношениеThe operation of a walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs is carried out as follows. In order for the walking device to overcome the unevenness of the bottom surface of a known height during movement, the angle by which it is necessary to rotate the supporting truss 1 in the vertical plane relative to its initial position is set, through the ratio

, ,

где ϕ – угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости, град;where ϕ is the angle of rotation of the supporting truss in the vertical plane, degrees;

h н – высота преодолеваемой неровности донной поверхности, м; h n – height of the bottom surface unevenness to be overcome, m;

δ – минимальный зазор между опорными башмаками поднятой опоры и гребнем преодолеваемой неровности донной поверхности, м;δ – minimum gap between the support shoes of the raised support and the crest of the uneven bottom surface to be overcome, m;

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

Далее определяют количество делений измерительных шкал 10, соответствующее заданному углу поворота несущей фермы 1 в вертикальной плоскости, по формулеNext, determine the number of divisions of the measuring scales 10, corresponding to the given angle of rotation of the supporting truss 1 in the vertical plane, according to the formula

, ,

где N – количество делений измерительных шкал, соответствующее заданному углу поворота несущей фермы в вертикальной плоскости, дел.; значение N округляем до целых значений делений в большую сторону;where N is the number of divisions of the measuring scales corresponding to the given angle of rotation of the supporting truss in the vertical plane, divisions; the value of N is rounded up to whole division values;

k – коэффициент пропорциональности, дел./град. k – proportionality coefficient, div/deg.

Устанавливают ограничители 11 при помощи установочных винтов 13 внутри С-образных направляющих 9 совмещением рисок 12 с количеством делений измерительных шкал 10, соответствующим заданному углу поворота несущей фермы 1 в вертикальной плоскости (фиг. 1, 4-6, 9). The limiters 11 are installed using set screws 13 inside the C-shaped guides 9 by aligning the marks 12 with the number of divisions of the measuring scales 10 corresponding to the given angle of rotation of the supporting truss 1 in the vertical plane (Fig. 1, 4-6, 9).

Затем устройство устанавливается на дне подледникового водоёма, при этом устройство опирается на опорные башмаки 22 с опорными штангами 21 и опорными столами 20, а рабочий орган 3 занимает положение на несущей ферме 1 между опорами 2, и производят отбор пробы донных отложений с помощью телескопического манипулятора 18 для отбора проб донных отложений (фиг. 7, 8). После взятия первой пробы включают привод 17 тяговой тележки 16 и перемещают рабочий орган 3 с помощью роликов 19 по продольным направляющим 7 в направлении горизонтальной оси симметрии 8 несущей фермы 1 на концы консолей 5, расположенных слева (фиг. 1-3). При этом телескопический манипулятор 18 для отбора проб донных отложений находится в сложенном состоянии внутри тяговой тележки 16, обеспечивая её свободное прохождение над поворотной платформой 15 (фиг. 1, 9). В момент достижения рабочим органом 3 концов консолей 5, расположенных слева, когда тяговая тележка 16 упирается в поперечную балку 6, (фиг. 1, 2, 9), 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 несущей фермы 1 в вертикальной плоскости относительно горизонтальных осей 14 опоры 2, расположенной слева. При этом вращающиеся оси 31 движутся внутри С-образных направляющих 9 вдоль труб 4 в направлении ограничителей 11, а рычаги 30 поворачиваются вокруг горизонтальных шарниров 29. Поворот несущей фермы 1 в вертикальной плоскости прекращается, когда вращающиеся оси 31 упираются в ограничители 11. В этом положении устройство удерживается от опрокидывания рычагами 30 (фиг. 1, 4-6, 9). Then the device is installed on the bottom of a subglacial reservoir, while the device rests on support shoes 22 with support rods 21 and support tables 20, and 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 18 for sampling bottom sediments (Fig. 7, 8). After taking the first sample, the drive 17 of the traction cart 16 is turned on and the working element 3 is moved using rollers 19 along the longitudinal guides 7 in the direction of the horizontal axis of symmetry 8 of the supporting truss 1 to the ends of the consoles 5 located on the left (Fig. 1-3). In this case, the telescopic manipulator 18 for sampling bottom sediments is in a folded state inside the traction cart 16, ensuring its free passage over the turntable 15 (Fig. 1, 9). At the moment the working body 3 reaches the ends of the consoles 5 located on the left, when the traction cart 16 rests against the transverse beam 6 (Fig. 1, 2, 9), support 2 located on the right, due to a change in the position of the center of mass of the system, the supporting truss 1 - supports 2 – the working body 3 comes off the bottom and the supporting truss 1 rotates in a vertical plane relative to the horizontal axes 14 of support 2, located on the left. In this case, the rotating axes 31 move inside the C-shaped guides 9 along the pipes 4 in the direction of the stops 11, and the levers 30 rotate around the horizontal hinges 29. The rotation of the supporting truss 1 in the vertical plane stops when the rotating axes 31 rest against the stops 11. In this position the device is kept from tipping over by levers 30 (Fig. 1, 4-6, 9).

В данном положении включают червячно-цилиндрический мотор-редуктор 26 и за счёт взаимодействия червяка 27 с червячным колесом 28 осуществляют поворот поворотной платформы 15 с проушинами 24 и кронштейнами 25 в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси 23 опоры 2, расположенной слева (фиг. 1-3, 10). Угол поворота несущей фермы 1 в горизонтальной плоскости определяется размерами неровностей донной поверхности. Далее включают привод 17 тяговой тележки 16 и 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 на дне подледникового водоёма в новом положении (фиг. 1, 10). In this position, the worm gear motor 26 is turned on and, due to the interaction of the worm 27 with the worm wheel 28, the turntable 15 with eyes 24 and brackets 25 is rotated in a horizontal plane relative to the vertical axis 23 of the support 2 located on the left (Fig. 1-3 , 10). The angle of rotation of the supporting truss 1 in the horizontal plane is determined by the size of the irregularities of the bottom surface. Next, the drive 17 of the traction cart 16 is turned on and the working body 3 is moved 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 a vertical plane and the raised support 2, located on the right, is lowered and installed at the bottom of the subglacial reservoir in a new position (Fig. 1, 10).

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. 11, 12).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. 11, 12).

Повышение стабильности работы шагающего устройства достигается оптимизацией конструкций поворотных платформ и несущей фермы, позволяющей задавать угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости относительно исходного положения в зависимости от высоты преодолеваемой неровности донной поверхности, что обеспечивает повышенную проходимость шагающего устройства.Increasing the operating stability of the walking device is achieved by optimizing the designs of the turntables and the load-bearing truss, which makes it possible to set the angle of rotation of the load-bearing truss in the vertical plane relative to the initial position depending on the height of the uneven bottom surface to be overcome, which ensures increased maneuverability of the walking device.

Пример определения количества делений измерительных шкал, соответствующего заданному углу поворота несущей фермы в вертикальной плоскости относительно исходного положения, с учётом высоты преодолеваемой неровности донной поверхности.An example of determining the number of divisions of measuring scales corresponding to a given angle of rotation of the supporting truss in the vertical plane relative to the initial position, taking into account the height of the unevenness of the bottom surface to be overcome.

Расчёт произведён для следующих значений параметров шагающего устройства для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов: h н = 0,08 м; δ = 0,015 м; l = 0,4 м; k = 1 дел./град.The calculation was made for the following values of the parameters of a walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs: h n = 0.08 m; δ = 0.015 m; l = 0.4 m; k = 1 div/deg.

Для достижения технического результата задаём угол, на который нужно осуществить поворот несущей фермы в вертикальной плоскости, чтобы преодолеть неровность донной поверхности, через отношениеTo achieve a technical result, we set the angle by which the supporting truss needs to be rotated in a vertical plane in order to overcome the unevenness of the bottom surface, through the ratio

. .

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

ϕ = 13,74 град.ϕ = 13.74 degrees.

Далее определяем количество делений измерительных шкал, соответствующее заданному углу поворота несущей фермы в вертикальной плоскости, по формулеNext, we determine the number of divisions of the measuring scales corresponding to the given angle of rotation of the supporting truss in the vertical plane, according to the formula

. .

После подстановки исходных данных имеемAfter substituting the initial data we have

N = 14 дел. N = 14 cases.

Таким образом, чтобы шагающее устройство в процессе движения преодолело неровность донной поверхности высотой 80 мм, необходимо осуществить поворот несущей фермы в вертикальной плоскости относительно её исходного положения на угол 13,74 град, который задаётся совмещением рисок, нанесённых по центру ограничителей, с количеством делений измерительных шкал, равным 14.Thus, in order for the walking device to overcome the unevenness of the bottom surface with a height of 80 mm during movement, it is necessary to rotate the supporting truss in the vertical plane relative to its initial position at an angle of 13.74 degrees, which is set by combining the marks marked in the center of the limiters with the number of measuring divisions scales equal to 14.

Claims (6)

Шагающее устройство для исследования донной поверхности подледниковых водоёмов, включающее несущую ферму, опоры с поворотными платформами и опорными столами, рабочий орган, телескопический манипулятор, отличающееся тем, что поворотные платформы в верхней части выполнены с проушинами, которые соединены горизонтальными шарнирами с рычагами, которые шарнирно связаны вращающимися осями с несущей фермой с возможностью возвратно-поступательного движения вращающихся осей вдоль С-образных направляющих, в нижней части выполнены с кронштейнами, в которых закреплены червячно-цилиндрические мотор-редукторы и червяки, которые соединены с червячно-цилиндрическими мотор-редукторами с возможностью зацепления с червячными колёсами, которые жёстко связаны с опорными столами, с возможностью поворота поворотных платформ в горизонтальной плоскости относительно вертикальных осей, которые шарнирно соединяют поворотные платформы с опорными столами, которые жёстко соединены с опорными штангами в форме труб, С-образные направляющие, на которые нанесены измерительные шкалы, жёстко закреплены снаружи труб несущей фермы на участке между опорами симметрично относительно горизонтальной оси симметрии несущей фермы, ограничители, по центру которых нанесены риски, установлены в С-образных направляющих и закреплены установочными винтами, с возможностью задавать угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости относительно горизонтальных осей, шарнирно соединяющих поворотные платформы с несущей фермой, через отношениеA walking device for studying the bottom surface of subglacial reservoirs, including a load-bearing truss, supports with turntables and support tables, a working element, a telescopic manipulator, characterized in that the turntables in the upper part are made with eyes that are connected by horizontal hinges to levers that are pivotally connected rotating axes with a supporting truss with the possibility of reciprocating movement of the rotating axes along C-shaped guides, in the lower part they are made with brackets in which helical-worm gear motors and worms are fixed, which are connected to helical-worm gear motors with the possibility of engagement with worm wheels, which are rigidly connected to the support tables, with the ability to rotate the turntables in a horizontal plane relative to the vertical axes, which pivotally connect the turntables to the support tables, which are rigidly connected to the support rods in the form of pipes, C-shaped guides, on which measuring scales, rigidly fixed outside the pipes of the load-bearing truss in the area between the supports symmetrically relative to the horizontal axis of symmetry of the load-bearing truss, limiters, in the center of which there are marks, installed in C-shaped guides and secured with set screws, with the ability to set the angle of rotation of the load-bearing truss in the vertical plane relative to the horizontal axes pivotally connecting the turntables to the supporting truss, through the relation , , где ϕ – угол поворота несущей фермы в вертикальной плоскости, град;where ϕ is the angle of rotation of the supporting truss in the vertical plane, degrees; hн – высота преодолеваемой неровности донной поверхности, м;h n – height of the bottom surface unevenness to be overcome, m; δ – минимальный зазор между опорными башмаками поднятой опоры и гребнем преодолеваемой неровности донной поверхности, м;δ is the minimum gap between the support shoes of the raised support and the crest of the bottom surface unevenness to be overcome, m; l – длина участка несущей фермы между опорами, м.l is the length of the supporting truss section between the supports, m.
RU2023123967U 2023-09-18 WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS RU221278U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU221278U1 true RU221278U1 (en) 2023-10-30

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036483C1 (en) * 1991-07-30 1995-05-27 Михаил Кузьмич Сукач Gear for investigation of floor ground
RU160504U1 (en) * 2015-06-24 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) DEVICE FOR RESEARCH OF SOIL PARAMETERS
CN209126719U (en) * 2018-12-05 2019-07-19 云南电网有限责任公司红河供电局 Monorail robot walking device
RU2780038C1 (en) * 2022-03-28 2022-09-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Walking sampler

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036483C1 (en) * 1991-07-30 1995-05-27 Михаил Кузьмич Сукач Gear for investigation of floor ground
RU160504U1 (en) * 2015-06-24 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) DEVICE FOR RESEARCH OF SOIL PARAMETERS
CN209126719U (en) * 2018-12-05 2019-07-19 云南电网有限责任公司红河供电局 Monorail robot walking device
RU2780038C1 (en) * 2022-03-28 2022-09-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" Walking sampler
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
RU220605U1 (en) * 2023-07-07 2023-09-25 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
US2598517A (en) Portable winch
KR100703620B1 (en) Cutters and Methods for Soil Work
CN110146875B (en) Tunnel lining radar detection device
CN204804719U (en) Calandria robot
RU221278U1 (en) WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS
CN1039844C (en) Hydraulic pressure step-type pile driver
CN110453599B (en) Bridge inspection vehicle with self-disassembling and replacing frame
CN217483619U (en) Be used for well point precipitation water level detection device
RU220605U1 (en) WALKING DEVICE FOR STUDYING THE BOTTOM SURFACE OF SUBGLACIAL RESERVOIRS
CN203276700U (en) Experimental multifunctional lifting bracket
CN113063924B (en) Test device and test method for simulating continuous rain intensity transformation soil splash erosion
US4118321A (en) Device for tanks of circular type such as, for example, thickeners, sludge tanks, mixing tanks and the like
RU214140U1 (en) WALKING DEVICE FOR INVESTIGATION OF THE BOTTOM SURFACE OF SUB-GLACIAL WATER BODIES
RU214112U1 (en) WALKING DEVICE FOR INVESTIGATION OF THE BOTTOM SURFACE OF SUB-GLACIAL WATER BODIES
CN118407421B (en) Soft soil foundation settlement lifting and reinforcing method and equipment
CN212294673U (en) Deep foundation pit support pile
CN209457960U (en) A kind of coal mine driving suspension device with regulatory function
US2906501A (en) Excavating apparatus
SU1624228A1 (en) Device for seating pipeline into watered ground
CN214669072U (en) Inside bubble detection device of major diameter concrete segment
CN216129274U (en) A vehicle maintenance device
CN220117209U (en) Pile filling machine for road and bridge construction
CN215165601U (en) Portal frame structure for ramming equipment with quick adjustment rammer position
CA1121263A (en) Restoring device for the nag's head on a deep-well pump drive