STAMPING DEVICE FOR THE RESEARCH OF “COMPRESSION” PROPERTIES OF UNDERWATER SOIL

V.V. Chernyshev, V.V. Arykantsev, M.G. Matveiychuk, A.V. Bandurko

 Volgograd State Technical University, Russia, Volgograd, Lenin Avenue, 28

E-mail: vad.chernyshev@mail.ru

DOI: 10.33075/2220-5861-2019-3-16-22

UDK 627.02

 Abstract:

   Walking machines, because of their exclusively high passability, find application when carrying out different underwater technical works. In seabed conditions there are specific features of interaction of the walking mover with soil. In particular, there is “the compression effect” — at a separation of the foot, which is in a contact phase, from soil because of depression arising under the foot, there is compression force interfering the foot separation from soil. With depth increasing the compression force can significantly increase because of the growth of external environment pressure. Significant forces interfering foot separation from soil limit possibilities of the walking way of movement at big depths. There is no information and measuring devices and systems allowing estimating “compression” properties of ground soil so far. In the article construction of a prototype of the stamp device with electromagnetic drive intended for a research of “compression” properties of underwater soil is discussed. Dynamics of an anchor of an electromagnetic stamp is considered. Also the method of stamp tests of determination of compression force is offered. The possibility of decrease in the force of separation of a foot from underwater soil by vibration impact on reference elements of the walking propulsion unit is considered as well. Recommendations about the choice of natural frequencies of the considered vibrating system are made. Some results of experiments on determination of the force of separation of a foot from underwater soil are given.

   Results of the work can be used when developing ground walking robotic systems intended for underwater environmental monitoring, carrying out search and rescue works, when implementing new industrial technologies of seabed resource mining and for other underwater technical works.

Keywords: information and measuring devices and systems, devices for moving along bottom, walking mover, interaction with soil, compression effect, vibration impact.

Full text in PDF(RUS)

 

LIST OF REFERENCES:

  1. Ляхов Д.Г. Современные задачи подводной робототехники // Подводные исследования и робототехника. 2012. № 1. С. 15–23.
  2. Илларионов Г.Ю. Некоторые аспекты военного применения подводных роботов за рубежом // Известия ЮФУ. Технические науки. 2012. № 3. С. 65–75.
  3. Сиденко К.С., Лаптев К.З., Илларионов Г.Ю. Управляемые по кабелю необитаемые подводные аппараты для поиска и уничтожения мин // Двойные технологии. 2009. № 3. С. 28–31.
  4. Сиденко К.С., Илларионов Г.Ю. Новые подходы к проблеме защиты объектов морской инфраструктуры от подводных диверсантов и террористов // Морская радиоэлектроника. 2008. № 4. С. 2–9.
  5. Твердые полезные ископаемые мирового океана: история открытий, геологическое изучение, перспективы освоения / С.И. Андреев, В.Е. Казакова, С.Ф. Бабаева [и др.] // Горный журнал. 2013. № 11. С. 65–72.
  6. Verichev S., Laurens de Jonge, Wiebe B., Rodney N. Deep mining: from exploration to exploitation // Minerals of the Ocean – 7 & Deep–Sea Minerals and Mining – 4: abstracts of Int. Conf. / VNIIOkeangeologia. St. Petersburg, 2014. P. 126–138.
  7. Чернышев В.В., Арыканцев В.В., Гаврилов А.Е. Управление движением подводных шагающих аппаратов передвигающихся по дну // Известия ЮФУ. Технические науки. 2016. № 1. C. 141–155.
  8. Чернышев В.В., Арыканцев В.В. МАК–1 – подводный шагающий робот // Робототехника и техническая кибернетика. 2015. № 2. C. 45–50.
  9. Bong-Huan Jun. Multi–legged Seabed Robot Crabster (CR200) for the Exploration of High Tide and Low Visibility Environment // Journal of Institute of Control, Robotics and Systems. 2013. Vol. 19. № 3. P. 14–25.
  10. Chernyshev V.V., Arykantsev V.V., Gavrilov A.E. et al. Design and underwater tests of subsea walking hexapod MAK–1 // Proc. of the ASME 2016 35th Int. Conf. on Ocean, Offshore and Arctic Engineering OMAE 2016. Busan, Korea. 2016. 9 p.
  11. Чернышев В.В., Арыканцев В.В. Испытания подводного шагающего аппарата в условиях водных объектов Волго–Ахтубинской поймы // Системы контроля окружающей среды. 2017. № 8 (28). C. 24–29.
  12. Pavlovsky V.E., Platonov A.K. Cross-Country Capabilities of a Walking Robot, Geometrical, Kinematical and Dynamic Investigation // Theory and Practice of Robots and Manipulators ROMANSY 13: Proc. of the 13-th CISM-IFToMM Symposium. Zakopane, Poland. Р. 131–138.
  13. Briskin E.S., Chernyshev V.V., Maloletov A.V. et al. On ground and profile practicability of multi-legged walking machines // Climbing and Walking Robots. CLAWAR 2001: Proc. of the 4-th Int. Conf. Karlsruhe, Germany. 2001. P. 1005–1012.
  14. Briskin E.S., Chernyshev  V.V., Maloletov A.V., Zhoga V.V. The Investigation of Walking Machines with Movers on the Basis of Cycle Mechanisms of Walking // The 2009 IEEE Int. Conf. on Mechatronics and Automation: conf. proc. 2009. P. 3631–3636.
  15. Серов В.А., Ковшов И.В., Устинов С.А. Задачи технологических роботизированных шагающих платформ при освоении подводных (подледных) месторождений полезных ископаемых // Известия ЮФУ. Технические науки. 2017. № 9 (194). С. 181–192.
  16. Арыканцев В.В. Чернышев В.В., Терехов С.Е. Динамика отрыва стопы от особо вязкого грунта // Машиноведение и инновации (МИКМУС 2017): материалы XXIX междунар. конф. (Москва, 6–8 декабря 2017 г.). М.: Изд-во ИМАШ РАН, 2018. C. 260–263.
  17. Арыканцев В.В., Гаврилов Ан.Е., Калинин Я.В., Чернышев В.В. П. м. 160504 РФ, МПК G01N33/24, G01N3/08, E02D1/00. Устройство для исследования параметров грунтов. 2016.
  18. Чернышев В.В., Арыканцев В.В. Моделирование динамики штамповой установки при взаимодействии с подводным грунтом // Известия ВолгГТУ. 2014. Вып. 22. № 25 (152). C. 11–14.
  19. Вибрации в технике: справочник. Т. 4. Вибрационные процессы и машины / под ред. Э.Э. Лавендела. М.: Машиностроение, 1981. 509 с.
  20. Быховский И.И. Основы теории вибрационной техники. М.: Машиностроение, 1968. 363 с.

If you have found a spelling error, please, notify us by selecting that text and pressing Ctrl+Enter.

137 total views, 1 views today

Translate »

Spelling error report

The following text will be sent to our editors: