Установка для направленного перемещения аэростата в воздушном пространстве карьера

 

Изобретение относится к аэростатной технике, в частности для осуществления аэрофотосъемок и телевидеосъемок в геодезических работах с помощью аэростатов. Установка для направленного перемещения аэростата 1 в воздушном пространстве карьера включает подвеску 2 с приборами 3, прикрепленную к аэростату 1, тяговый 14 и удерживающие 15, 16 тросы, одними концами присоединенные к приборной подвеске 2 аэростата 1, а другими - к барабанам 5, 6, 7 трехбарабанной лебедки, закрепленной на наземном передвижном основании 4. Удерживающие тросы 15 и 16 проходят под углами к горизонту через шкивы 12 и 13 наземных отклоняющих устройств. Барабаны 6 и 7 лебедки связанные с удерживающими 15 и 16 тросами, и барабан 5, связанный с тяговым тросом 14, выполнены с возможностью разнонаправленной намотки на них указанных тросов. Изобретение позволяет обеспечить устойчивость аэростата с приборной платформой к ветровым нагрузкам и перемещение в пространстве карьера по жестко заданной траектории, что важно для выполнения телевидеосъемок открытых горных работ или экологического мониторинга. 3 ил.

Изобретение относится к аэростатной технике, в частности для осуществления аэрофотосъемок и телевидеосъемок в геодезических и маркшейдерских работах с помощью аэростатов, и может быть использовано в судостроительстве, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

Наиболее близким к изобретению является устройство для перемещения в воздушном пространстве, содержащее аэростат с подвешенными приборами, привязной трос, одним концом связанный с аэростатом, а другим непосредственно с наземным транспортным средством [1] Недостатком этого устройства является недопустимые отклонения аэростата в ветренную погоду от заданной прямолинейной трассы, по которой движется транспортное средство с тросом, и колебания по высоте, что препятствует получению необходимой четкости и точности съемок, наблюдений и усложняет и последующую обработку.

Изобретение позволяет обеспечить устойчивость аэростата с приборной платформой к ветровым нагрузкам, стабильность заданных проектных величин и прямолинейность трассы перемещения.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для направленного перемещения аэростата в воздушном пространстве карьера, содержащая подвеску (платформу) с приборами, прикрепленную к аэростату, и удерживающее устройство в виде троса, связанного одним концом с аэростатом, а другим с наземным передвижным основанием, снабжена трехбарабанной лебедкой, закрепленной на наземном передвижном основании, шкивами отклоняющих устройства, закрепленным на земле, и тяговым и двумя удерживающими тросами, причем один конец тягового троса связан с центральным, а концы двух удерживающих тросов с крайними барабанами лебедки, а другими концами тросы присоединены к приборной платформе аэростата, причем конец тягового троса присоединен со стороны расположения лебедки, а концы удерживающих тросов с противоположной стороны и эти тросы проходят через шкивы наземных отклоняющих устройств, при этом барабаны лебедки, связанные с удерживающими тросами и барабан, связанный с тяговым тросом, выполнены с возможностью разнонаправленной намотки на них указанных тросов.

Сущность изобретения состоит в том, что устойчивое к ветру перемещение аэростата в воздушном пространстве на заданной высоте и по прямой достигается тем, что в предлагаемой установке в процессе работы обеспечивается встречное относительно наземной лебедки перемещение движущих (одновременно являющихся удерживающими) тросов двух в одном направлении, а третьего в другом и, будучи прикрепленными другими своими концами к платформе аэростата с трех разных направлений благодаря двум наземным шкивам, тросы образуют натянутую подвижную тросовую систему, вершина которой, увенчанная аэростатом, движется по заданной траектории.

На фиг. 1 изображена общая схема установки в аксонометрии; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 вид со стороны лебедки.

Установка включает аэростат 1, смонтированный на платформе 2 с приборами 3, раму 4, установленную на наземном передвижном или транспортном средстве (не показано), на которой смонтирована лебедка, имеющая средний барабан 5, два крайних барабана 6 и 7, оснащенный тормозами, двигатель 8, связанные дистанционно управляемыми сцепными электромагнитными муфтами 9, 10 и 11, два шкива 12 и 13, закрепленных на земле (с помощью балласта или якорей) по обе стороны от заданной съемочной трассы СД (фиг.1 и 2) так, что их оси вращения расположены на одной линии перпендикулярно к съемной трассе СД, а точки (пункты) установки А и Б (фиг.2) соответствуют границам полосы полигона шириной К, при этой линия шкивов АБ отстоит от параллельной ей линии ЕГ, проходящей через оси вращения барабанов 5, 6 и 7 лебедки, на проектном расстоянии L, установленном расчетно в качестве шага (цикла) съемочных работ. К приборной платформе 2 с одной стороны присоединен тяговый трос 14, запасованный на среднем барабане 5 лебедки, а с другой стороны платформы 2 прикреплены два троса 15 и 16, опущенные порознь к земле с проектной высоты Н (фиг. 1) под углами (фиг.3) к шкивам 12 и 13, и после них прикреплены порознь соответственно к крайним барабанам 6 и 7 лебедки обратной по сравнению с тросом 14 намоткой. Все тросы имеют мерные метки, позволяющие знать длину задействованной вне барабанов их части с отсчетом от мест крепления к аэростату. К центру приборной платформы 2 аэростата прикреплен съемной мерный шнур 17 с отвесом 18.

Учитывая небольшой вес головной части телевидеосъемочной и другой аппаратуры (10-100 кг максимум), возможность изготовления приборной платформы и каркаса аэростата из легких композитовых материалов, тросы 15 и 16 выполнены из однородных легких и прочных синтетических нитей, а трос 14 из прочного синтетического материала типа "кевлар" также малой плотности, но содержащий внутри кабельный тракт (не показано) для передачи телеметрической информации от приборов 3, установленных на платформе (контейнере) 2 на землю. Для этого часть запасованного на барабане 5 троса 14 выведена через специальное токосъемное устройство (не показано) к пункту приема информации для передачи на дисплей и ЭВМ с целью необходимой трансформации и переработки.

Установка на примере телевидеосъемки на карьере работает следующим образом.

Сначала установка приводится в исходное для работы (например, телевидеосъемка горных работ карьера) положение, т.е. шкивы 12 и 13 закрепляются на земле в пунктах А и Б (фиг.2) на начальной граничной линии полосы полигона шириной К (фиг.2), передвижное или транспортное средство с лебедкой 4 устанавливается в конце полосы так, что линия шкивов АБ и линия ЕF, проходящая через ось вращения барабанов 5, 6 и 7 лебедки, параллельны друг другу и перпендикулярны центральной линии СД съемочной трассы, аэростат 1 с приборной платформой 2, оснащенной аппаратурой 3 и прикрепленными к платформе концами тросов 14, 15 и 16, выводится в начале трассы с помощью лебедки на проектную высоту Н (фиг. 1). При этом благодаря действию направленной вверх аэростатической подъемной силы аэростата 1 и заторможенными барабанами 5, 6 и 7, включенным сцепным управляющим муфтам 9, 10 и 11, тросы 14, 15 и 16 находятся в натянутом состоянии, обеспечивая устойчивость всей канатной системы с аэростатом к ветровым нагрузкам любого направления.

После приведения установки в исходное для телесъемки (или мониторинга) горных работ положение она работает следующим образом. Включается двигатель 8 лебедки при включенных электромагнитных муфтах 9, 10 и 11 для вращения барабанов 5, 6 и 7 против часовой стрелки (фиг.1). При этом тросы 4 и 5 сматываются с крайних барабанов 6 и 7 и перемещаются по направлению от лебедки к шкивам 12 и 13, а трос 14 наматывается на средний барабан 5 и движется к лебедке. В результате встречных движений указанных тросов (относительно лебедки) благодаря укорочению троса 14 и синхронному удлинению тросов 15 и 16 на участках от шкивов 12 и 13 до точек крепления их к приборной платформе (фиг. 1) аэростат с платформой 2 перемещается в воздушном пространстве на заданной высоте Н по направлению к лебедки по линии, находящейся в вертикальной плоскости, проходящей через линию трассы СД и центр тяжести аэростата с платформой. При этом в процессе работы сохраняется натянутое устойчивое к ветру состояние всей установки с тросовой системой. По достижении аэростатом проектной границы съемочной полосы полигона, т.е. линии ЕF лебедка останавливается, цикл работы (съемка) завершается и затем повторяется в описанном порядке, т.е. шкивы 12 и 13 с линии АБ перемещают вправо по трассе (фиг.2) к линии EF и закрепляют на землю, лебедку перемещают также вправо по трассе на расстояние L и т.д. Причем все эти операции выполняют с использованием подъемной силы аэростата, барабанов и электромагнитных муфт лебедки. Последние позволяют корректировать длины тросов при их естественной вытяжке.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ НАПРАВЛЕННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ АЭРОСТАТА В ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ КАРЬЕРА, включающая подвеску (платформу) с приборами, прикрепленную к аэростату, и удерживающее устройство в виде троса, связанного одним концом с аэростатом, а другим с наземным передвижным основанием, отличающаяся тем, что она снабжена трехбарабанной лебедкой, закрепленной на наземном передвижном основании, шкивами отклоняющих устройств, закрепленными на земле, и тяговым и двумя удерживающими тросами, причем один конец тягового троса связан с центральным, а концы двух удерживающих тросов с крайними барабанами лебедки, а другими концами тросы присоединены к приборной платформе аэростата, причем конец тягового троса присоединен со стороны расположения лебедки, а концы удерживающих тросов с противоположной стороны и эти тросы проходят под углами к горизонту через шкивы наземных отклоняющих устройств, при этом барабаны лебедки, связанные с удерживающими тросами, и барабан, связанный с тяговым тросом, выполнены с возможностью разнонаправленной намотки на них указанных тросов.

РИСУНКИ

Рисунок 1