ПРОБООТБОРНИК ГРУНТА ДЛЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ВЕРТОЛЁТНОГО ТИПА Российский патент 2023 года по МПК G01N1/04 B64C39/02 

Изобретение относится к вооружению и средствам радиационной, химической и биологической (далее по тексту - РХБ) защиты, в частности к средствам РХБ разведки.

Известен пробоотборник почвы из Комплекта приспособлений для отбора проб «КПО-1» [1], включающий 3 основные части: высекатель, рукоятку и сверло. В рабочем положении выталкиватель высекателя находится в поднятом состоянии. При ударе высекателя о грунт стакан заполняется пробой. После этого нажатием на втулку, проба выталкивается в банку. Пружина возвращает выталкиватель в рабочее положение. При отборе проб твердого и мерзлого грунта используется сверло, которое вворачивается в рукоятку. При вращении рукоятки сверло измельчает грунт. Измельченная проба собирается в банку с помощью совка.

Недостатками данного устройства являются большая масса и необходимость ручного перемещения. Оно не предназначено для установки на БПЛА вертолетного типа с целью управления отбором проб.

Известно устройство «Пробоотборник почвы и грунта» (Патент на полезную модель РФ №82762 МПК Е21В 49/02, G01N 1/02, E02D 1/04 от 22.12.2008 г.) [2], который состоит из: воротка, высекателя, выталкивателя пробы с пуансоном, в конце которого имеется отверстие, цилиндрического стакана.

Пробоотборник работает следующим образом.

На подготовленную ровную поверхность горизонта почвы устанавливают пробоотборник, предварительно очистив ее от растительности и других посторонних предметов так, чтобы все точки его основания (режущей части) касались поверхности площадки. Надавливанием руки на вороток (рукоятку) пробоотборник погружают в почву до соприкосновения стопорного диска с почвой. Можно вращая влево и вправо вороток внедрять стакан в почву и грунт. Если горизонт плотный и так погрузить стакан с режущей частью в почву невозможно, нужно ударить по воротку деревянным молотком. Удары не должны быть сильными. Когда пробоотборник войдет в грунт до стопорного диска, режущая часть пробоотборника будет полностью погружена в почву. Придерживая устройство, откопать почву вокруг него ножом или лопаткой (прилагаемой к устройству). Затем почву под пробоотборником подрезать с излишки. Не отнимая ножа, пробоотборник поднять, перевернуть и острым ножом срезать излишки почвы вровень с краем режущей части стакана. Пробоотборник с наружной стороны очистить от приставшей почвы и перенести пробу в стеклянную или полиэтиленовую тару нажатием на втулку.

Существенным недостатком данного устройства является необходимость ручного способа отбора проб грунта. Оно не предназначено для установки на БПЛА вертолетного типа с целью управления отбором проб.

Известен «Способ дистанционного отбора проб почвы (грунта) с применением беспилотного летательного аппарата» (Патент на изобретение №2018119227 МПК В64С 39/00 от 24.05.2018 г.) [3], заключающийся в дистанционном отборе проб почвы (грунта), включающий в себя БПЛА орнитоптерного типа, пробоотборник, систему сброса и возвращения в исходную позицию, отличающийся тем, что с целью исключения нахождения военнослужащего на зараженной местности, а также возможностью отбора проб и доставки проб из труднодоступных мест, отбор проб почвы (грунта) осуществляется в автоматическом режиме путем выдвижения БПЛА в район пробоотбора, сброса пробоотборника со скоростью свободного падения с заранее запрограммированной высоты, подъем пробоотборника с отобранной пробой в исходную позицию на БПЛА с помощью троса и электродвигателя, и возвращения на наземный пункт управления.

Недостатком данного способа являются:

- влияние метеорологических факторов (ветер) на точность места пробоотбора в заданном районе;

- возможность потери пробы при данном способе возвращения в исходную позицию пробоотборника;

- низкая точность фактического отбора пробы относительно заданного места пробоотбора;

- низкая эффективность при отборе проб грунта методом «конверта».

Предлагаем пробоотборник, который предназначен для отбора проб грунта при ведении РХБ разведки с использованием беспилотного летательного аппарата (далее по тексту - БПЛА) вертолетного типа для проведения лабораторных исследований. Данное устройство устанавливается на дистанционно пилотируемый летательный аппарат и позволяет отбирать пробы грунта зараженного радиоактивными, отравляющими веществами, а также биологическими средствами в определенной локации. Управление отбором проб ведется дистанционно оператором с земли. Достижение указанного результата обеспечивает конструкция, содержащая (фиг. 1): шнек-винт (1), контейнер для транспортировки проб грунта (2), корпус пробоотборника (3), электромотор шнек-винта (4), каретку электромотора (5), линейный привод (6), верхнюю крышку (7), фиксатор пробоотборника к корпусу БПЛА (8). Контейнер для транспортировки проб грунта (фиг. 2) состоит из: полости для размещения грунта (9), ограничителя (10), крепления (11). На фиг. 3 представлено отделение контейнера от корпуса пробоотборника. На фиг. 4 представлено расположение пробоотборника грунта на корпусе БПЛА. На фиг. 5 представлена схема работы шнек-винта. На фиг. 6 представлена проба грунта, пересыпанная в банку.

Работает пробоотборник следующим образом:

- пробоотборник размещается на корпусе БПЛА (фиг. 4) при помощи отверстий фиксатора (8) (фиг. 1). Летательный аппарат запускается и после перемещения в зону отбора проб опускается на поверхность грунта, и по команде оператора включается электромотор шнек-винта (4) (фиг. 1), (А) (фиг. 5);

- по команде оператора включается линейный привод (6) (фиг. 1), который погружает электромотор (4) и вращающийся шнек-винт (1) в грунт на заданную глубину при помощи каретки электромотора (5), тем самым проводя бурение (Б) (фиг. 5);

- для более эффективного забора разрыхленного грунта в полость для размещения грунта (9) (фиг. 2) пробоотборника осуществляется первый проход шнек-винта с забросом части грунта в контейнер (В) (фиг. 5) возвратно-поступательным способом;

- окончательный проход шнек-винта (Г) (фиг. 5) забрасывает остатки грунта в контейнер, линейный привод (6) поднимает каретку (5) и происходит выключение системы;

- отобрав пробу, БПЛА транспортируется к месту нахождения оператора, причем, возможность потери пробы при данном способе возвращения в исходную позицию исключается за счет ограничителя (10) (фиг. 2);

- по возвращению, контейнер отделяется от корпуса пробоотборника (фиг. 3) посредством крепления (11), переворачивается дном вверх и проба грунта пересыпается в банку (фиг. 6).

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в создании мобильного устройства для отбора проб грунта, позволяющего оперативно контролировать степень заражения радиоактивными, отравляющими веществами, а также биологическими средствами по дистанционным командам оператора на большом расстоянии с помощью БПЛА.

Использованная литература

1. Комплект приспособлений для отбора проб «КПО-1». Паспорт 4207 ПС. 1991.- С. 6-8.

2. Патент на полезную модель №82762 МПК Е21В 49/02, G01N 1/02, E02D 1/04 от 22.12.2008 г.

3. Патент на изобретение №2018119227 МПК В64С 39/00 от 24.05.2018 г.

Изобретение относится к вооружению и средствам радиационной, химической и биологической защиты. Раскрыт способ отбора пробы грунта с использованием пробоотборника грунта для беспилотного летательного аппарата (БПЛА) вертолетного типа, в котором летательный аппарат запускается и после перемещения в зону отбора проб опускается на поверхность грунта, и по команде оператора включается электромотор шнек-винта, включается линейный привод, который погружает электромотор и вращающийся шнек-винт в грунт на заданную глубину при помощи каретки электромотора, тем самым проводя бурение, при этом в полость для размещения грунта пробоотборника осуществляется первый проход шнек-винта с забросом части грунта в контейнер возвратно-поступательным способом; окончательный проход шнек-винта забрасывает остатки грунта в контейнер, линейный привод поднимает каретку и происходит выключение системы; отобрав пробу, БПЛА транспортируется к месту нахождения оператора, причем, возможность потери пробы при данном способе возвращения в исходную позицию исключается за счет ограничителя в контейнере для транспортировки проб грунта, а по возвращению, контейнер отделяется от корпуса пробоотборника посредством крепления, переворачивается дном вверх и проба грунта пересыпается в банку. Изобретение обеспечивает создание мобильного устройства для отбора проб грунта, позволяющего оперативно контролировать степень заражения радиоактивными, отравляющими веществами, а также биологическими средствами по дистанционным командам оператора на большом расстоянии с помощью БПЛА. 6 ил.

Способ отбора пробы грунта с использованием пробоотборника грунта для беспилотного летательного аппарата (БПЛА) вертолетного типа, имеющего цилиндрический корпус, в котором располагается шнек-винт, контейнер для транспортировки проб грунта, электромотор шнек-винта, каретка электромотора, линейный привод, верхняя крышка, фиксатор пробоотборника к корпусу БПЛА, отличающийся тем, что летательный аппарат запускается и после перемещения в зону отбора проб опускается на поверхность грунта, и по команде оператора включается электромотор шнек-винта, включается линейный привод, который погружает электромотор и вращающийся шнек-винт в грунт на заданную глубину при помощи каретки электромотора, тем самым проводя бурение, при этом в полость для размещения грунта пробоотборника осуществляется первый проход шнек-винта с забросом части грунта в контейнер возвратно-поступательным способом; окончательный проход шнек-винта забрасывает остатки грунта в контейнер, линейный привод поднимает каретку и происходит выключение системы; отобрав пробу, БПЛА транспортируется к месту нахождения оператора, причем, возможность потери пробы при данном способе возвращения в исходную позицию исключается за счет ограничителя в контейнере для транспортировки проб грунта, а по возвращению, контейнер отделяется от корпуса пробоотборника посредством крепления, переворачивается дном вверх и проба грунта пересыпается в банку.