способ перемещения объекта

Формула изобретения

1. Способ перемещения объекта, при котором объект устанавливают внутри замкнутой направляющей, ограниченной днищем, между днищем и объектом помещают компактно уложенную гибкую оболочку рукавного типа с уменьшением ее длины в продольном направлении по оси замкнутой цилиндрической направляющей и образованием камеры изменяемого объема, перемещение объекта осуществляют при создании давления в камере и раскладке оболочки с увеличением ее по длине в направлении перемещения объекта, отличающийся тем, что гибкую оболочку рукавного типа выполняют в виде эластичного рукава, при укладке которого развернутый по длине и периметру эластичный рукав с его начала от переднего края к конечному краю укладки на длине укладки разделяют на шаги, на каждом шаге создают условия для пошаговой фиксации, например устанавливают фиксаторы, на каждом шаге рукав складывают по периметру в виде элемента-складки с вершиной, которую располагают по наружному диаметру рукава, и двумя основаниями, по которым образуют внутренний диаметр укладки рукава, при этом элементы-складки последовательно сдвигают друг к другу вплотную с образованием из них змейки, каждый элемент-складку змейки наклоняют основаниями в направлении от переднего края к конечному краю укладки рукава, элементы-складки змейки последовательно фиксируют в вершинах, на каждом элементе-складке змейки фиксируют основания между собой, укладываемый таким образом рукав фиксируют в положении наклоненной змейки с возможностью обеспечения по границе каждой пары элементов-складок, пары шагов, пошаговой последовательной расфиксации впереди идущего элемента-складки, пошагового уплотнения последующего элемента-складки и пошагового послойного раскрытия впереди идущего элемента-складки при переходе рукава от положения, уложенного в наклоненную змейку, до развернутого по длине и периметру, передний край укладки уложенного указанным образом рукава со стороны объекта соединяют с жестким толкателем, а конечный край укладки рукава соединяют с замкнутой направляющей, имеющей днище, с образованием камеры изменяемого объема из жесткого толкателя, уложенного указанным образом рукава и замкнутой направляющей с днищем, перемещение объекта осуществляют при создании давления в образованной таким образом камере изменяемого пошагово объема ходом толкателя, под действием которого пошагово последовательно расфиксируют вершины соседних пограничных наклоненных элементов-складок, каждого впереди идущего от каждого последующего за ним соседнего, пошагово расфиксируют и раздвигают основания с послойным раскрытием впереди идущего элемента-складки из уложенного в положении наклоненной змейки до исходного, одновременно за счет давления внутри камеры пошагово уплотняют последующий элемент-складку, тем самым обеспечивают пошаговую раскладку уложенного рукава в изменяющийся пошагово объем камеры и до максимального диаметра, соответствующего наружному диаметру рукава, развернутого по длине и периметру.

2. Способ перемещения объекта по п.1, отличающийся тем, что обеспечивают установку уложенного эластичного рукава в камеру изменяемого пошагово объема, при которой рукав закрепляют на толкателе и замкнутой направляющей на одной линии, совпадающей с линией фиксации элементов-складок змейки по вершинам, которые размещены на наружном диаметре рукава, убирают провисы рукава, при этом натягивают уложенный змейкой рукав по линиям фиксации на длинах окружностей заделок на толкателе и направляющей и вершинах элементов-складок по следующей зависимости:

где Р_н - усилие натяжения;

G_p - вес эластичного рукава;

l_p - длина эластичного рукава;

- величина провиса рукава.

3. Способ перемещения объекта по п.1, отличающийся тем, что создают условия для раскладки рукава, при которых изменяют длину шага укладки рукава на длине укладки в направлении перемещения в зависимости от изменения скорости перемещения толкателя с объектом, от максимального шага в начале перемещения до минимального шага при достижении максимальной скорости.

4. Способ перемещения объекта по п.2, отличающийся тем, что в образованной камере изменяемого пошагово объема создают давление по величине меньше рабочего, при этом совмещают оси камеры и уложенного эластичного рукава, убирают провисы и проверяют герметичность камеры.

5. Способ перемещения объекта по п.3, отличающийся тем, что обеспечивают изменение направления перемещения толкателя с объектом, при этом проводят торможение раскладки эластичного рукава по всей длине его укладки, из уложенного положения для изменения направления перемещения путем изменения усилия расфиксации, диаметрально и симметрично по длине окружности в диаметральной плоскости от минимального на внешней траектории измененного направления перемещения, лежащего в осевой диаметральной плоскости, к максимальному на внутренней траектории, лежащей в той же плоскости, и длины шага раскладки от минимального на внешней траектории к максимальному на внутренней траектории измененного направления перемещения.

6. Способ перемещения объекта по п.3, отличающийся тем, что обеспечивают изменение направления перемещения толкателя с объектом, при этом в соответствии с изменением направления перемещения проводят изменение длины шага раскладки элементов-складок по всей длине укладки рукава в диаметральной плоскости диаметрально от минимального на внешней траектории до максимального на внутренней траектории измененного направления перемещения, лежащего в осевой диаметральной плоскости.

7. Способ перемещения объекта по п.3 или 5, отличающийся тем, что эластичный рукав уменьшают по длине в соответствии с сокращением расстояния его перемещения по внутренней траектории при изменении направления перемещения, причем сокращают количество шагов на этой стороне рукава и обеспечивают длиной шагов их раскладки скорость перемещения рукава при изменении направления перемещения.

8. Способ перемещения объекта по п.3, отличающийся тем, что обеспечивают условия раскладки рукава для перемещения толкателя с изменением направления, при этом создают различные по величине усилия расфиксации диаметрально расположенных фиксаторов, лежащих в плоскости поворота, и получают момент сил относительно оси, диаметрально проходящей через центр тяжести толкателя.

9. Способ перемещения объекта по п.3, отличающийся тем, что обеспечивают условия раскладки рукава для торможения толкателя по замкнутой направляющей, при этом создают различные усилия расфиксации в диаметрально расположенных фиксаторах в диаметральной плоскости, перпендикулярной к осевой плоскости перемещения, проходящей через замкнутые направляющие, и получают момент сил относительно оси, диаметрально проходящей через центр тяжести толкателя в осевой плоскости перемещения.

10. Способ перемещения объекта по п.3, отличающийся тем, что обеспечивают условия раскладки рукава для перемещения толкателя с изменением направления, при этом создают различные по величине усилия расфиксации в диаметрально расположенных фиксаторах, лежащих в плоскости изменения направления, путем расфиксации фиксаторов, установленных только в вершинах элементов-складок на внешней траектории изменения направления и установленных в вершинах и на основаниях элементов-складок, на внутренней траектории изменения направления.

11. Способ перемещения объекта по п.1 или 2, отличающийся тем, что обеспечивают изменение направления перемещения толкателя с объектом, при котором в зависимости от направления траектории и ее изменений при перемещении раскрывают элементы-складки поочередно по участкам на длине укладки в соответствии с заложенной программой, начиная с любого в пределах уложенной наклонной змейки, при этом в начале перемещения с прямолинейными участками траектории раскрывают элементы-складки, начиная с конечного края укладки, и далее в соответствии с изменением направления перемещения толкателя с объектом раскрывают элементы-складки на переднем крае укладки и в середине змейки, обеспечивают поочередность раскрытия элементов-складок на определенных участках змейки в соответствии с заложенной программой, по величине усилия расфиксации, изменяющегося от минимального в начале раскладки до максимального в конце ее, проводят изменение длины шага раскладки элементов-складок диаметрально в плоскости поворота от минимальной на внешней траектории до максимальной на внутренней траектории изменяемого направления перемещения и регулируют усилие раскрытия элементов-складок величиной угла наклона уложенной змейки на каждом участке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано в устройствах для перемещения объектов, вывода объекта, в том числе больших габаритов и масс, из летательного аппарата, катапультирования, а также для погрузочно-разгрузочных работ и выталкивания подводных снарядов из ПУ кораблей МФ.

Известен способ укладки парашюта, при котором его купол укладывают складками компактно по длине (а.с.СССР №184153, В 64 D 17/76, 1966).

При таком способе укладки для обеспечения возможности перемещения объектов в свободном пространстве из упаковки вытягивают уложенную оболочку усилием от управляющего парашюта сразу по всей ее длине, а затем раскрывают ее скачкообразно по всей площади периметра воздействием внешнего неуправляемого потока воздуха, на которой создают постоянное усилие для перемещения объекта.

Использование этого способа для укладки оболочки рукавного типа в устройствах, ограниченных замкнутой направляющей, имеет следующие существенные недостатки:

- в ограниченном пространстве компактно уложенная оболочка рукавного типа находится в минимальном объеме исходного положения устройства и способа ее раскрытия между объектом и источником сжатого газа, после чего оболочку освобождают от упаковки и в нее подают сжатый газ; под давлением оболочка стремится распрямиться по длине и периметру, но это происходит хаотично, со скачками, следствием чего будет неустановившееся нерегламентированное усилие и соответственно нерегламентированная скорость перемещения объекта, ведущие к аварийным ситуациям как в самом процессе, так и в устройствах, где осуществляется этот процесс;

- заметно снижается безопасность, надежность и долговечность;

- происходит быстрый износ оболочки рукавного типа и преждевременный выход ее из строя, что приводит к увеличению стоимости эксплуатации таких устройств.

Известен способ вертикального перемещения объектов (грузов), при которых сжатый воздух подается в компактно собранные упругие оболочки, с уменьшением длины силового элемента в продольном направлении, заставляя их раздвигаться в осевом направлении, тем самым поднимая объект (а.с. СССР №1627503, 5 В 66 F 3/24, 3/35, 1991).

Способ вертикального перемещения объекта (груза) по этому техническому решению заключается в следующем: сжатый газ через силовой элемент, состоящий из нескольких последовательно соединенных оболочек и направляющих, по направляющим поступает в оболочки, которые под его воздействием начинают растягиваться, тем самым совершая работу по перемещению объекта.

Количество упругих оболочек, собранных в одном силовом элементе, определяет высоту подъема объекта.

Приведенный в а.с. способ имеет следующие недостатки:

- упругая оболочка работает на растяжение, а не раскладывается, поэтому имеет ограниченный ход для перемещения объектов, тем самым сужая область применения, особенно для перемещения тяжелых объектов;

- компактность оболочки с большим соотношением начального и конечного по длине объемов не может быть достигнута, что ограничивает области использования, в том числе в летательных аппаратах;

- ограничение по скорости и времени процесса перемещения, что ограничивает область использования;

- истирание и изнашивание материала оболочки по многочисленным местам крепления и ограничительного пояса сокращают количество рабочих циклов, уменьшают безопасность и надежность.

Известен способ для перемещения (отделения) объекта (полезной нагрузки) от летательного аппарата (ЛА) гибкой оболочкой рукавного типа (гибкий шланг), сжимаемой пережимным роликом, посредством которого усилие передается на объект (а.с. СССР №1775989, 6 В 64 D 1/02, F 42 В 15/00, 1995).

Способ перемещения объекта по этому техническому решению заключается в следующем: гибкую оболочку рукавного типа (гибкий шланг) укладывают компактно с уменьшением длины в продольном направлении, при этом гибкую оболочку спирально наматывают на катушку и фиксируют ее от самораспускания путем охвата катушки снаружи кожухом, в гибкую оболочку подают газ высокого давления, который воздействует на внутреннюю замкнутую поверхность гибкой оболочки, образованную посредством сжатия ее пережимным роликом, и создают усилие, направленное эксцентрично оси вращения пережимного ролика, заставляя его перемещаться по оболочке (шлангу) в направлении вывода объекта.

Такие способы укладки (намотки) и раскладки (сматывания) оболочки рукавного типа имеют следующие недостатки:

- процесс перемещения пережимного ролика по гибкой оболочке (гибкому шлангу) и соответственно объекта по направляющей связан с передачей значительных усилий от гибкой оболочки к пережимному ролику, при котором гибкая оболочка подвергается радиальному растяжению, затем сжатию на участке окружности пережимного ролика, где создается усилие перемещения, направленное эксцентрично относительно оси вращения ролика, а также усилие от продольного расширения и силы трения, кроме того, гибкая оболочка рукавного типа одновременно подвергается истиранию боковых поверхностей при разматывании ее с катушки, которая снаружи охвачена кожухом, что подвергает рукав интенсивному изнашиванию и истиранию, приводящим к возникновению аварийности прохождения процесса;

- осуществление процесса перемещения объекта по замкнутой направляющей в связи с ограниченностью развития усилий и скорости для его перемещения (по способу) становится затруднительным, что приводит к снижению безопасности и надежности;

- размещение кронштейна с катушкой, с уложенной спирально оболочкой и пережимным роликом на объекте (полезной нагрузке) уменьшает его объем и повышает стоимость килограмма груза, выводимого в околоземное пространство.

Известен способ и устройство для перемещения (выпуска, выталкивания) объекта (ракеты) из летательного аппарата, содержащий замкнутую направляющую (контейнер), в котором размещен объект и устройство для перемещения, состоящее из герметичной гибкой оболочки рукавного типа (воздушного мешка из гибкого материала), внутри которой находится источник высокого давления (узел из твердого топлива), а снаружи устанавливается насадка для ограничения угла по тангажу в процессе перемещения объекта по замкнутой направляющей (патент США, №5279199, F 41 F 3/06, В 64 D 1/04, 1994).

Способ перемещения объектов заключается в следующем: в помещенную внутри замкнутой направляющей между передним ее концом, по направлению движения ЛА, и торцом объекта гибкую оболочку подают высокое давление от узла из твердого топлива, которая стремится занять объем замкнутой направляющей и создает усилие на объекте для перемещения.

Приведенные в вышеуказанном патенте способ и устройство для перемещения объекта не содержат необходимых сведений по функционированию гибкой оболочки, воздушного мешка из эластичного материала для перемещения, выталкивания объекта из замкнутой направляющей, что ставит под сомнение осуществление приведенного способа перемещения объекта по следующим причинам:

- несовместима работа оболочки (воздушного мешка) из полиэтилен терифталата, даже с напылением из алюминия, с наполнением ее высокотемпературным газом от узла накачки из твердого топлива, разогретый материал оболочки под давлением будет иметь большую силу сопротивления относительно контейнера, что связано с разрывом материала при проталкивании его через внутреннюю поверхность контейнера;

- неопределенное положение гибкой оболочки (воздушного мешка) и внутри него узла накачки из твердого топлива приводит к возможности оболочки быть прожженной, т.е. быть разгерметизированной, что делает невозможным перемещение объекта;

- нерегламентированность развертывания гибкой оболочки будет хаотично создавать усилия на объекте для его перемещения и ставит под сомнение полное ее развертывание, что соответственно уменьшит скорость и увеличит время выталкивания объекта из замкнутой направляющей;

- нерегламентированность развертывания гибкой оболочки и связанное с этим возникновение чрезвычайных ситуаций (аварий), снижение безопасности, надежности при перемещении объектов не допускает использование патента в обозначенных в нем рубриках - в ракетно-космической и авиационных отраслях, где к способам выхода объектов (ракет, спутников и т.п.) предъявляются жесткие требования по безопасности, безаварийности и надежности.

Известен способ перемещения (выталкивания) объектов, подводных снарядов, из цилиндрического контейнера, при котором газ от твердотопливного генератора поступает в оболочку, телескопические двухполостные толкатели, взаимодействующие с объектом, подводным снарядом, после чего объект начинает перемещение (патент РФ №2076299, 6 F 41 F 3/10, 1997).

Способ перемещения объекта по этому техническому решению заключается в следующем: после воспламенения твердотопливного газогенератора газы высокого давления поступают в оболочку, в полости телескопических толкателей, штоки которых, выдвигаясь, воздействуют на объект (снаряд) и сообщают ему ускоренное движение.

Приведенный в патенте способ имеет следующие недостатки:

- использование в приведенном способе перемещения телескопических толкателей, конструктивно расположенных в одной диаметральной плоскости с объектом, ведет к увеличению диаметра и длины цилиндрического контейнера, что связано с увеличением его веса и соответственно стоимости;

- сложность передачи толкающих нагрузок на основание устройства от телескопических толкателей требует увеличенной площади взаимодействия (большого числа точек для передачи нагрузок) и массивной силовой конструкции основания устройства, что связано с увеличением веса конструкции и соответственно стоимости;

- большая трудоемкость изготовления телескопических толкателей, связанная с высокой точностью, чистотой поверхности, хромированием и др. ведет к увеличению стоимости изготовления и эксплуатации;

- применение в приведенном способе высокотемпературных газов высокого давления с большими расходами для работы телескопических толкателей требует проведения большого объема ремонтно-восстановительных работ после каждого рабочего цикла по перемещению объекта, что снижает ресурс, надежность, безотказность и увеличивает стоимость эксплуатации;

- сами телескопические толкатели имеют большую массу в зависимости от давления, длины рабочего хода, устойчивости и др., что резко снижает области их использования, особенно в летательных аппаратах.

Известен подъемник, содержащий корпус с направляющей, охватывающей соединенную с источником давления гибкую цилиндрическую оболочку рукавного типа, первый конец которой соединен с корпусом, а второй пропущен через отверстие, ограниченное указанным первым концом и направлен вниз от места крепления первого конца, в корпусе размещен приводной барабан, с которым соединен второй конец оболочки посредством гибкой тяги, а вся оболочка компактно намотана на барабан, в направляющей установлена грузовая платформа с ходовыми катками, опирающимися на гибкую оболочку (а.с.СССР №1114610, В 66 F 3/24, В 66 В 9/04, 1984).

Способ перемещения грузов (объектов), неотъемлемыми составными частями которого являются способы укладки (намотки) и раскладки (сматывания) оболочки рукавного типа, заключается в следующем: в оболочку рукавного типа, намотанную на барабан, установленный внутри оболочки с возможностью его вращения совместно с намотанной оболочкой, компактно с уменьшением ее длины в продольном направлении, подается рабочая среда, сжатый газ, под действием которой гибкая оболочка начинает сматываться с вращающегося при этом барабана и, выворачиваясь и изгибаясь, перемещается по направляющей, поднимая на себе грузовую платформу, при этом происходит вращение катков, на которых установлена платформа, и "перекатывание" по ним оболочки, что обеспечивает подъем платформы.

Такие способы укладки (намотки) и раскладки (сматывания) оболочки рукавного типа имеют следующие основные недостатки:

- процесс сматывания с барабана, находящегося внутри оболочки, наполненной сжатым газом, гибкой (без растяжения - по определению) оболочки из хаотично-сплюснутого состояния в хаотично-развертывающееся состояние и проходящей под катками платформы, находящимися под действием силы тяжести объекта, приводит к неупорядоченному и неустановившемуся по усилию и скорости перемещению, связанному с ускоренным изнашиванием и истиранием оболочки, следствием чего будет неустановившееся нерегламентированное по усилию и скорости перемещение, ведущее к возникновению аварийности, как самого процесса, так и устройств его реализации; кроме того, усилия и скорости перемещения объекта при эксплуатации будут ограничены;

- не обеспечивается горизонтальность грузовой платформы при проведении подъема объекта, т.к. гибкая оболочка не может направленно изменять усилия, скорость и длину перемещения по окружности оболочки в процессе перемещения объекта, что может привести к разрывам оболочки и авариям устройства;

- уменьшается надежность устройства;

- уменьшается безопасность эксплуатации;

- увеличивается аварийность процесса эксплуатации;

- повышается стоимость (цена) эксплуатации устройств, в которых используется этот способ для перемещения объектов.

Целью настоящего изобретения является создание способа перемещения объекта, в котором в качестве движителя используется толкатель объекта, на базе которого из компактно, упорядоченно уложенного гибкого рукава, замкнутой направляющей с днищем и самого толкателя создают камеру с изменяющимся пошагово объемом, обеспечивающую регламентированность условий проведения процесса перемещения объекта по заранее заданным усилию и скорости в расширенном диапазоне их регулирования, в том числе осуществление криволинейного перемещения толкателя с объектом, обеспечение безаварийности, повышение безопасности, долговечности и надежности, а также, кроме того, уменьшение стоимости эксплуатации устройств, в которых используется способ для перемещения объектов.

Предлагаемый способ перемещения объекта, при котором его устанавливают внутри замкнутой направляющей, ограниченной днищем, между днищем и объектом помещают компактно уложенную гибкую оболочку рукавного типа с уменьшением ее длины в продольном направлении по оси замкнутой цилиндрической направляющей и образованием камеры изменяемого объема, перемещение объекта осуществляют при создании давления в камере и раскладке оболочки с увеличением ее по длине в направлении перемещения объекта, осуществляют следующим образом.

Гибкую оболочку рукавного типа выполняют в виде эластичного рукава, при укладке которого развернутый по длине и периметру эластичный рукав с его начала, от переднего края к конечному краю укладки, на длине укладки разделяют на шаги, на каждом шаге создают условия для пошаговой фиксации, например устанавливают фиксаторы, на каждом шаге рукав складывают по периметру в виде элемента-складки с вершиной, которую располагают по наружному диаметру рукава, и двумя основаниями, по которым образуют внутренний диаметр укладки рукава, при этом элементы-складки последовательно сдвигают друг к другу вплотную с образованием из них змейки. Каждый элемент-складку змейки наклоняют основаниями в направлении от переднего края к конечному краю укладки рукава, элементы-складки змейки последовательно фиксируют в вершинах, на каждом элементе-складке змейки фиксируют основания между собой. Укладываемый таким образом рукав фиксируют в положении наклоненной змейки с возможностью обеспечения по границе каждой пары элементов-складок, пары шагов, пошаговой последовательной расфиксации впереди идущего элемента-складки, пошагового уплотнения последующего элемента-складки и пошагового послойного раскрытия впереди идущего элемента-складки при переходе рукава от положения уложенного в наклоненную змейку до развернутого по длине и периметру.

Передний край укладки уложенного указанным образом рукава со стороны объекта соединяют с жестким толкателем, а конечный край укладки рукава соединяют с замкнутой направляющей, имеющей днище, с образованием камеры изменяемого объема из жесткого толкателя, уложенного указанным образом рукава и направляющей с днищем. Перемещение объекта осуществляют при создании давления в образованной таким образом камере изменяемого пошагово объема ходом толкателя, под действием которого пошагово последовательно расфиксируют вершины соседних пограничных элементов-складок, каждого впереди идущего от каждого последующего за ним соседнего, пошагово расфиксируют и раздвигают основания с послойным раскрытием впереди идущего элемента-складки из уложенного в положении наклоненной змейки до исходного, одновременно за счет давления внутри камеры пошагово уплотняют последующий элемент-складку, тем самым обеспечивают пошаговую раскладку уложенного рукава в изменяющийся пошагово объем камеры и до максимального диаметра, соответствующего наружному диаметру рукава, развернутого по длине и периметру.

Обеспечивают установку уложенного эластичного рукава в камеру изменяемого пошагово объема, при которой рукав закрепляют на толкателе и замкнутой направляющей на одной линии, совпадающей с линией фиксации элементов-складок змейки по вершинам, которые размещены на наружном диаметре рукава, убирают провисы рукава, при этом натягивают уложенный змейкой рукав по линиям фиксации на длинах окружностей заделок на толкателе и направляющей и вершинах элементов-складок по следующей зависимости:

где Р_н - усилие натяжения;

G_p - вес эластичного рукава;

l_p - длина эластичного рукава;

- величина провиса рукава.

Создают условия для раскладки рукава, при которых изменяют длину шага укладки рукава на длине укладки в направлении перемещения, в зависимости от изменения скорости перемещения толкателя с объектом, от максимального шага в начале перемещения до минимального шага при достижении максимальной скорости.

Создают в образованной камере изменяемого пошагово объема давление по величине меньше рабочего, при этом совмещают оси камеры и уложенного эластичного рукава, убирают провисы и проверяют герметичность камеры.

Обеспечивают изменение направления перемещения толкателя с объектом, при этом проводят торможение раскладки эластичного рукава по всей длине его укладки из уложенного положения для изменения направления перемещения путем изменения усилия расфиксации диаметрально и симметрично по длине окружности в диаметральной плоскости от минимального на внешней траектории измененного направления перемещения, лежащего в осевой диаметральной плоскости, к максимальному на внутренней траектории, лежащей в той же плоскости, и длины шага раскладки от минимального на внешней траектории к максимальному на внутренней траектории измененного направления перемещения.

Обеспечивают изменение направления перемещения толкателя с объектом, при этом в соответствии с изменением направления перемещения проводят изменение длины шага раскладки элементов-складок по всей длине укладки рукава в диаметральной плоскости диаметрально от минимального на внешней траектории до максимального на внутренней траектории измененного направления перемещения, лежащего в осевой диаметральной плоскости.

Уменьшают эластичный рукав по длине в соответствии с сокращением расстояния его перемещения по внутренней траектории при изменении направления перемещения, причем сокращают количество шагов на этой стороне рукава и обеспечивают длиной шагов их раскладки скорость перемещения рукава при изменении направления перемещения.

Обеспечивают условия раскладки рукава для перемещения толкателя с изменением направления, при этом создают различные по величине усилия расфиксации диаметрально расположенных фиксаторов, лежащих в плоскости поворота, и получают момент сил относительно оси, диаметрально проходящей через центр тяжести толкателя.

Обеспечивают условия раскладки рукава для торможения толкателя по замкнутой направляющей, при этом создают различные усилия расфиксации в диаметрально расположенных фиксаторах в диаметральной плоскости, перпендикулярной к осевой плоскости перемещения, проходящей через замкнутые направляющие, и получают момент сил относительно оси, диаметрально проходящей через центр тяжести толкателя в осевой плоскости перемещения.

Обеспечивают условия раскладки рукава для перемещения толкателя с изменением направления, при этом создают различные по величине усилия расфиксации в диаметрально расположенных фиксаторах, лежащих в плоскости изменения направления, путем расфиксации фиксаторов, установленных только в вершинах элементов-складок на внешней траектории изменения направления и установленных в вершинах и на основаниях элементов-складок на внутренней траектории изменения направления.

Обеспечивают изменение направления перемещения толкателя с объектом, при котором в зависимости от направления траектории и ее изменений при перемещении раскрывают элементы-складки поочередно по участкам на длине укладки в соответствии с заложенной программой, начиная с любого в пределах уложенной наклонной змейки, при этом в начале перемещения с прямолинейными участками траектории раскрывают элементы-складки, начиная с конечного края укладки, и, далее, в соответствии с изменением направления перемещения толкателя с объектом раскрывают элементы-складки на переднем крае укладки и в середине змейки, и обеспечивают поочередность раскрытия элементов-складок на определенных участках змейки в соответствии с заложенной программой по величине усилия расфиксации, изменяющегося от минимального в начале раскладки до максимального в конце ее, проводят изменение длины шага раскладки элементов-складок диаметрально в плоскости поворота от минимальной на внешней траектории до максимальной на внутренней траектории изменяемого направления перемещения и регулируют усилие раскрытия элементов-складок величиной угла наклона уложенной змейки на каждом участке.

На фиг.1 изображен развернутый по длине и периметру рукав; на фиг.2 изображен развернутый по длине и периметру рукав, разделенный на шаги; на фиг.3 изображен развернутый по длине и периметру рукав с установленными на нем фиксаторами; на фиг.4 изображен элемент-складка, складываемый по периметру рукава; на фиг.5 показано сечение элемента-складки; на фиг.6 изображен компактно уложенный в змейку эластичный рукав; на фиг.7 изображен рукав, складываемый в элементы-складки и далее в змейку; на фиг.8 изображена пара элементов-складок и граница между ними; на фиг.9, фиг.9а изображена пошаговая расфиксация рукава из положения змейки в начале движения, уплотнение последующего элемента-складки и пошаговое послойное раскрытие впереди идущего элемента-складки; на фиг.10 изображена камера изменяемого пошагово объема, состоящая из жесткого толкателя, замкнутой направляющей с днищем и компактно уложенного рукава в положении змейки; на фиг.11 изображена последовательная пошаговая расфиксация рукава из положения змейки; на фиг.12, фиг.12а, фиг.12б изображены положения камеры изменяемого пошагово объема от начала раскладки до конечного положения с полностью развернутым рукавом по длине и периметру.

Гибкую оболочку рукавного типа выполняют в виде эластичного рукава, при укладке которого развернутый по длине и периметру эластичный рукав 1 (фиг.1) с его начала, от переднего края 2 к конечному краю 3 укладки, на длине укладки 4 (фиг.2) разделяют на шаги 5, на каждом шаге 5 создают условия для пошаговой фиксации, например устанавливают фиксаторы 6 (фиг.3).

Далее, на каждом шаге 5 рукав 1 складывают по периметру в виде элемента-складки 7 (фиг.4) с вершиной 8, которую располагают по наружному диаметру 9 рукава, и двумя основаниями 10, каждое из которых соединяют с вершиной 8 своей стороной 11 и образуют внутренний диаметр 12 укладки рукава.

Элементы-складки 7 последовательно сдвигают друг к другу вплотную с образованием из них змейки 13 (фиг.6 и 7). Каждый элемент-складку 7 змейки 13 наклоняют основаниями в направлении от переднего края 2 к конечному краю 3 укладки рукава 1, элементы-складки 7 змейки 13 последовательно фиксируют в вершинах 8, на каждом элементе-складке 7 змейки 13 фиксируют основания 10 между собой. Укладываемый таким образом рукав 1 фиксируют в положении наклоненной змейки 13 с параллельными между собой элементами-складками 7 с возможностью обеспечения по границе 14 (фиг.8) каждой пары 15 элементов-складок 7, пары шагов 15, пошаговой последовательной расфиксации впереди идущего 16 (фиг.9) элемента-складки 7, пошагового уплотнения последующего элемента складки 7 и пошагового послойного раскрытия впереди идущего 16 элемента-складки 7 при переходе рукава от положения уложенного в наклоненную змейку до развернутого по длине и периметру.

Пошаговая расфиксация впереди идущего 16 элемента-складки 7, уплотнение последующего элемента-складки и пошаговое послойное раскрытие впереди идущего 16 элемента-складки 7 начинается с расфиксации фиксаторов 6, установленных на вершинах 8 элементов-складок, в направлении, противоположном движению перемещения.

Передний край 2 укладки уложенного указанным образом рукава со стороны объекта соединяют с жестким толкателем 17 (фиг.10) узлом крепления 18, а конечный край 3 укладки рукава соединяют узлом крепления 19 с замкнутой направляющей 20, имеющей днище 21, с образованием камеры 22 изменяемого объема из жесткого толкателя 17, уложенного указанным образом рукава 1 и направляющей 20 с днищем 21.

Перемещение объекта осуществляют при создании давления в образованной таким образом камере 22 изменяемого пошагово объема ходом толкателя 17, под действием которого пошагово последовательно расфиксируют вершины 8 соседних пограничных 15 наклоненных элементов-складок 7, каждого впереди идущего 16 от каждого последующего за ним соседнего, пошагово расфиксируют и раздвигают основания 10 с послойным раскрытием впереди идущего 16 элемента-складки 7 из уложенного в положении наклоненной змейки до исходного, одновременно за счет давления внутри камеры 22 пошагово уплотняют последующий наклоненный элемент-складку 7, тем самым обеспечивают пошаговую раскладку компактно уложенного рукава в изменяющийся пошагово объем камеры 22 и до максимального диаметра, соответствующего наружному диаметру рукава, развернутого по длине и периметру.

Обеспечивают установку уложенного эластичного рукава 1 в камеру 22 изменяемого пошагово объема, при которой рукав 1 закрепляют на толкателе 17 и замкнутой направляющей 20 на одной линии, совпадающей с линией фиксации элементов-складок 7 змейки 13 по вершинам 8, которые размещены на наружном диаметре 9 рукава 1, убирают провисы рукава, при этом натягивают уложенный змейкой 13 рукав 1 по линиям фиксации на длинах окружностей заделок на толкателе 17 и направляющей и вершинах 8 элементов-складок 7 по следующей зависимости:

где р_н - усилие натяжения;

G_p - вес эластичного рукава;

l_p - длина эластичного рукава;

- величина провиса рукава.

Создают дополнительные условия для безаварийной (без рывков и разрывов) раскладки рукава 1, при которых изменяют длину шага 5 укладки рукава 1 на длине укладки 4, в зависимости от изменения скорости перемещения толкателя 17 с объектом, от максимального шага 5 в начале перемещения до минимального шага 5 при достижении максимальной скорости перемещения.

Создают в образованной камере 22 изменяемого пошагово объема давление по величине меньше рабочего, при этом совмещают оси камеры 22 и уложенного эластичного рукава 1, убирают провисы и проверяют герметичность камеры.

Обеспечивают изменение направления перемещения толкателя 17 с объектом, при этом проводят торможение раскладки эластичного рукава 1 по всей длине его укладки 4 из уложенного положения для изменения направления перемещения путем изменения усилия расфиксации диаметрально и симметрично по длине окружности в диаметральной плоскости от минимального на внешней траектории измененного направления перемещения, лежащего в осевой диаметральной плоскости, к максимальному на внутренней траектории, лежащей в той же плоскости, и длины шага 5 раскладки от минимального на внешней траектории к максимальному на внутренней траектории измененного направления перемещения.

Обеспечивают изменение направления перемещения толкателя 17 с объектом, при этом в соответствии с изменением направления перемещения проводят изменение длины шага 5 раскладки элементов-складок по всей длине укладки 4 рукава 1 в диаметральной плоскости диаметрально от минимального на внешней траектории до максимального на внутренней траектории измененного направления перемещения, лежащего в осевой диаметральной плоскости.

Уменьшают эластичный рукав 1 по длине в соответствии с сокращением расстояния его перемещения по внутренней траектории при изменении направления перемещения, причем сокращают количество шагов 5 на этой же стороне рукава и обеспечивают длиной шагов 5 их раскладки скорость перемещения рукава 1 при изменении направления перемещения.

Обеспечивают условия раскладки рукава 1 для перемещения толкателя 17 с изменением направления, при этом создают различные по величине усилия расфиксации диаметрально расположенных фиксаторов 6, лежащих в плоскости поворота, и получают момент сил относительно оси, диаметрально проходящей через центр тяжести толкателя 17.

Обеспечивают условия раскладки рукава 1 для торможения толкателя 17 по замкнутой направляющей 20, при этом создают различные усилия расфиксации в диаметрально расположенных фиксаторах 6 в диаметральной плоскости, перпендикулярной к осевой плоскости перемещения, проходящей через замкнутые направляющие 20, и получают момент сил относительно оси, диаметрально проходящей через центр тяжести толкателя 17 в осевой плоскости перемещения.

Обеспечивают условия раскладки рукава 1 для перемещения толкателя 17 с изменением направления, при этом создают различные по величине усилия расфиксации в диаметрально расположенных фиксаторах 6, лежащих в плоскости изменения направления, путем расфиксации фиксаторов 6, установленных только в вершинах 8 элементов-складок 7 на внешней траектории изменения направления и установленных в вершинах 8 и на основаниях 10 элементов-складок 7 на внутренней траектории изменения направления.

Обеспечивают изменение направления перемещения толкателя 17 с объектом, при котором в зависимости от направления траектории и ее изменений при перемещении раскрывают элементы-складки 7 поочередно по участкам на длине укладки 4 в соответствии с заложенной программой, начиная с любого в пределах уложенной наклонной змейки 13, при этом в начале перемещения с прямолинейными участками траектории раскрывают элементы-складки 7, начиная с конечного края 3 укладки, и, далее, в соответствии с изменением направления перемещения толкателя 17 с объектом раскрывают элементы-складки 7 на переднем крае 2 укладки и в середине змейки 13, и обеспечивают поочередность раскрытия элементов-складок 7 на определенных участках змейки 13 в соответствии с заложенной программой по величине усилия расфиксации, изменяющегося от минимального в начале раскладки до максимального в конце ее, проводят изменение длины шага 5 раскладки элементов-складок 7 диаметрально в плоскости поворота от минимальной на внешней траектории до максимальной на внутренней траектории изменяемого направления перемещения и регулируют усилие раскрытия элементов-складок 7 величиной угла наклона уложенной змейки 13 на каждом участке.

Изобретение позволит, на основе упорядоченной укладки эластичной оболочки рукавного типа создать камеру с изменяющимся пошагово объемом, обеспечивающую регламентированность условий прохождения процесса раскладки компактно уложенного рукава и перемещение объекта по заранее заданному алгоритму, включающему усилие, скорость, время и направление перемещения объекта.

Изобретение также позволит повысить безопасность, долговечность, надежность установок, в которых используется предлагаемое изобретение, а также уменьшить стоимость самих устройств и их эксплуатации.