транспортное средство для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям

Формула изобретения

Транспортное средство для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям, содержащее корпус и шаговый механизм перемещения, выполненный в виде двусторонних пневмоцилиндров, расположенных перпендикулярно относительно друг друга и связанных между собой и корпусом, и выдвижные опоры, отличающееся тем, что шаговый механизм перемещения снабжен цилиндрическими герметизированными камерами, установленными параллельно пневмоцилиндрам, их внутренние полости связаны с источниками сжатого воздуха и оснащены полыми штоками, концы которых и штоки соответствующих пневмоцилиндров соединены траверсами с размещенными на них выдвижными опорами, при этом полые штоки в своей средней части выполнены с отверстием, сообщающим их полость с внутренней полостью соответствующей цилиндрической герметизированной камеры и с надпоршневым пространством соответствующего пневмоцилиндра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к самоходным транспортным средствам, способным перемещаться по наклонным и вертикальным поверхностям, и может быть использовано для переноса технологического оборудования при проведении работ в труднодоступных местах и зонах с повышенной опасностью.

Известен мобильный шагающий робот по патенту РФ №2057046, кл. В 62 D 57/032, содержащий механизм шагового перемещения, выполненный из четырех попарно соединенных и горизонтально установленных относительно платформы двусторонних пневмоцилиндров, причем первая пара связана относительно второй через узел поворота с платформой, на концах штоков пневмоцилиндров установлены стойки ходовых опор с приводами их подъема опускания, выполненный каждый в виде копира. Недостатками данного устройства являются: сложность конструкции, обусловленная наличием четырех пневмоцилиндров двустороннего действия, узла поворота с платформой, что снижает быстродействие, мобильность и маневренность шагающего робота.

Известно транспортное средство для перемещения по произвольно ориентированным в пространстве поверхностям по патенту РФ №2042558, кл. B 62 D 57/032, содержащее две платформы, связанные между собой, первая из которых снабжена механизмом шагового перемещения, выполненным в виде горизонтально установленных на ней пневмоцилиндров, на концах штоков которых установлены выдвижные опоры с приводами подъема опускания, а вторая платформа снабжена вакуумным захватом, установленным на опорном элементе, снабженном механизмом поворота этой платформы вокруг вертикальной оси. Недостатками данной конструкции являются ее сложность, слабое быстродействие, низкая маневренность и мобильность, обусловленные наличием в конструкции червячного механизма поворота для осуществления изменения направления движения, четырех пневмоцилиндров, утяжеление устройства из-за наличия электродвигателя в приводе механизма поворота.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство по патенту РФ №2042559 (кл. В 62 D 57/032, 1992 г.) под названием «Шагающий механизм транспортного средства». Известное устройство содержит корпус и шаговый механизм перемещения, выполненный в виде двусторонних пневмоцилиндров, расположенных перпендикулярно относительно друг друга и связанных между собой и корпусом, и выдвижные опоры. Недостатками такого устройства являются сложность конструкции, большие габаритные размеры, утяжеление устройства (четыре пневмоцилиндра), большое количество агрегатов системы воздухораспределения (требуется по меньшей мере три пневмоклапана и четыре трехпозиционных воздухораспределителя), соответсвующее усложнение системы управления устройством.

Техническая задача заключается в упрощении устройства, уменьшении количества воздухораспределительных агрегатов и, следовательно, упрощение системы управления устройством.

Техническим результатом заявленной конструкции транспортного средства для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям является создание новой компоновочной схемы шагового механизма перемещения с исключением из его конструкции усложняющих элементов.

Это позволяет использовать новую конструкцию транспортного средства для универсального применения, облегчить управление и снизить энергоемкость.

Указанный технический результат достигается тем, что в транспортном средстве для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям, содержащем корпус и шаговый механизм перемещения, выполненный в виде двусторонних пневмоцилиндров, расположенных перпендикулярно относительно друг друга и связанных между собой и корпусом, и выдвижные опоры, шаговый механизм перемещения снабжен цилиндрическими герметизированными камерами, установленными параллельно пневмоцилиндрам, их внутренние полости связаны с источниками сжатого воздуха и оснащены полыми штоками, концы которых и штоки соответствующих пневмоцилиндров соединены траверсами с размещенными на них выдвижными опорами, при этом полые штоки в своей средней части выполнены с отверстием, сообщающим их полость с внутренней полостью соответствующей цилиндрической герметизированной камеры и с надпоршневым пространством соответствующего пневмоцилиндра.

Особенностью заявляемого изобретения является то, что при проведении заявителем анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналога, характеризующегося признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна» по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию «изобретательский уровень» заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «изобретательский уровень».

На фиг.1 представлен схематически главный вид устройства; на фиг.2 - схематически разрез А-А.

Транспортное средство для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям (фиг.1) содержит корпус 1, двусторонний пневмоцилиндр горизонтального перемещения 2, двусторонний пневмоцилиндр вертикального перемещения 3, выдвижные опоры 4, вакуумные присоски 5, штоки 6 пневмоцилиндров 2 и 3, траверсы 7, полые штоки 8, цилиндрические герметизированные камеры 9, воздухопроводы 10. Двусторонние пневмоцилиндры горизонтального перемещения 2 и вертикального перемещения 3 расположены на корпусе 1 перпендикулярно относительно друг друга и связаны между собой. Шаговый механизм перемещения состоит из цилиндрических герметизированных камер 9, которые установлены параллельно пневмоцилиндрам 2 и 3, при этом концы штоков 6 пневмоцилиндров 2 и 3, полые штоки 7 цилиндрических герметизированных камер 9 соединены траверсами 8, на концах которых установлены выдвижные опоры 4. Полые штоки 8 герметизированных камер 9 в своей средней части выполнены с отверстием (фиг.2), сообщающим их полости с внутренними полостями герметизированных камер 9.

Транспортное средство для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям работает следующим образом. Для удобства описания работы устройства траверсы 7 и полые штоки 8, соединенные с пневмоцилиндром вертикального перемещения 3 названы «вертикальной рамой», а траверсы 7 и полые штоки 8, соединенные с пневмоцилиндром горизонтального перемещения 2 названы «горизонтальной рамой». От системы управления подают сигнал на открытие клапана, соединяющего источник сжатого воздуха (не показано) с герметизированными камерами 9, например, «рамы вертикального перемещения». Сжатый воздух через отверстие полого штока 8, его внутреннюю полость и трубопровод 10 поступает в надпоршневое пространство пневмоцилиндра выдвижной опоры 4. Выдвинутые присоски 5 выдвижных опор 4 «рамы вертикального перемещения» соприкасаются с опорной поверхностью, их внутренние полости вакууммируются и под действием разности между атмосферным давлением и остаточным давлением во внутренней полости вся конструкция устройства удерживается на наклонной или вертикальной поверхности.

От системы управления подают сигнал на переключение воздухораспределителя (не показан) пневмоцилиндра вертикального перемещения 3, воздух поступает на надпоршневую полость и сам цилиндр 3 с корпусом 1 устройства и «рамой горизонтального перемещения» поднимаются вверх на один шаг. Подают сигнал на открытие клапана, соединяющего источник сжатого воздуха (не показан) с герметизированными камерами 9 «рамы горизонтального перемещения». Повторяется процедура выдвижения узлов присосок 5 и присасывания к опорной поверхности, но уже «рамы горизонтального перемещения». В этот момент устройство удерживается на опорной поверхности всеми восемью узлами присосок 5.

Чтобы продолжить движение вверх, подают сигнал на закрытие клапана, соединяющего источник сжатого воздуха (не показан) с герметизированными камерами 9 «рамы вертикального перемещения». Сжатый воздух прекращает поступать в герметизированную камеру 9. Оставшийся в ней воздух стравливается через отверстие полого штока 8, его внутреннюю полость и трубопровод 10, в надпоршневое пространство привода подъема опускания выдвижной опоры 4 (не показан) и в атмосферу. В этот момент устройство удерживается на опорной поверхности четырьмя узлам присосок «рамы горизонтального перемещения». От системы управления подают сигнал на переключение воздухораспределителя пневмоцилиндра вертикального перемещения 3, воздух поступает в надпоршневую полость, «рама вертикального перемещения» поднимается вверх на один шаг.

Для продолжения движения вверх по прямой повторяют процедуры, описанные в предыдущих абзацах.

Аналогичным образом работает система механизмов при осуществлении горизонтального движения, с той разницей, что перемещение производится посредством второго пневмоцилиндра 2 и второго воздухораспределителя (не показан).

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий: транспортное средство для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям предназначено для универсального применения, причем предложенная компоновка конструкции сочетает в себе простоту и эффективность, сокращает необходимое количество воздухораспределительных агрегатов (требует только два пневмоклапана и два воздухораспределителя), упрощает систему управления без снижения таких показателей, как быстродействие и маневренность; для заявленного изобретемния в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных конструктивных решений и способов применения; транспортное средство для перемещения по наклонным и вертикальным поверхностям, воплощенное в заявленном изобретении, при его осуществлении способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем достигаемого технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».