«КРОТ» В ТРУБОПРОВОДЕ

Начало начал любой конструкторской и экспериментальной работы — будь то солидное КБ или технический кружок, лаборатория для школьников — определение проблемы, технической задачи. Исходя из опыта КЮТ СО АН, попробуем очертить круг условий, определяющих успех детской творческой технической работы.

Итак, поиск проблемы. Вряд ли прав тот руководитель, который занимается этим делом сам и, лишь «определившись», убеждает взяться за ее решение своих учеников. У нас в КЮТе принято делать это при активном участии школьников. Наша практика показывает, что очень полезно, если в выборе темы поиска ребятам помогут общественные консультанты-специалисты предприятий, КБ или НИИ, которые могут ярко, интересно рассказать о современных проблемах выбранной отрасли. Подчас мы используем даже темники для рационализаторов и изобретателей, выпускаемые на предприятиях.

Правда, при этом не стоит впадать в крайности: будущая конструкция должна быть не только общественно полезна (это, разумеется, очень важно), но и привлекательна для юных техников. Под силу ли ребятам запланированная работа над конструкцией, какие технологические сложности могут встретиться в ходе создания модели — все это руководитель также должен предусмотреть на первом этапе выбора технического задания. Тут приходится напомнить, что правильное развитие творческого процесса у детей возможно лишь при достаточном уровне их знаний в избранной области техники. А наиболее интересные задачи, как правило, содержат элементы целого ряда отраслей техники. Вот почему руководителю не избежать на занятиях кружка теоретического курса, своего рода азбуки прикладных инженерных знаний. На наш взгляд, в этом есть частичное решение проблемы политехнизации обучения.

Примером комплексного подхода к выбору темы творчества может служить наш механический «крот». Идея его возникла, когда мы с ребятами наблюдали прокладку кабеля по подземным трубам от колодца к колодцу. Какими только хитроумными способами не пользовались рабочие, чтобы протолкнуть жесткую стальную проволоку по извивающейся трубе Пробовали даже запустить в трубу кошку с привязанным тонким шнуром, надеясь с помощью шнура затем протянуть кабель… А дело не шло.

Так родилось в КЮТе техническое задание под условным названием «Крот» — устройство для движения внутри трубы с одновременным протягиванием шнура или провода. Очевидная нужность механизма плюс его нетрадиционность, новизна для участников кружка (вообще-то конструкции «кротов» существуют) привели к интенсивной творческой работе в лаборатории.

Продольный разрез «крота»:

(А — передний жесткий корпус с пружинными «лапками», Б — гибкое соединительное звено, В — задний жесткий корпус с пружинными «лапками»): 1 — «лапка» из проволоки ОВС Ø 1,2—1,5 мм, 2 — электродвигатель, 3 — корпус, 4 — муфта. 5 — червяк, 6 — стойка подшипника, 7 — втулка вала (бронза), 8 — гибкий валик, 9 — гибкая оболочка, 10 — передняя стенка корпуса, 11 — задняя стенка корпуса, 12 — ушко для шнура (провода), 13 — крепление «лапки», 14 — наружная оболочка гибкого соединительного звена, 15 — пружина, 16 — стойка вала, 17 — кулиса, 18 — червячное колесо, 19 — опора электродвигателя, 20 — плата — основание, 21 — палец, 22 — валик червячного колеса, 23 — втулка.

На первый взгляд, казалось, простая затея, однако одна проблема цеплялась за другую. Здесь и конструкция преобразования движения от электродвигателя, способ движения, возможность преодоления изгибов на трассе трубопровода, возвращение устройства на поверхность при отказе механизмов, наконец стремление добиться простоты и дешевизны конструкции.

Принятый вариант технического решения был сформулирован, естественно, не сразу. Вместе с руководителем ребята изучили устройства с телескопическим корпусом, складными «лапками», роликовым движителем и т. д. Окончательное решение подсказало строение тела… обыкновенного дождевого червя. Оставалось воспроизвести с помощью механизма подобие движений тела червяка, преобразовав вращательное движение вала двигателя в поступательное движение жестких звеньев механизма.

Предложенная конструкция отнюдь не претендует на абсолютную новизну и совершенство, но оригинальна, она под силу школьникам и дает широкое поле для дальнейших усовершенствований. Если подобное устройство снабдить, например, измерительными или контрольными приборами, можно превратить его в «контролирующего крота» — для профилактических осмотров внутренней поверхности больших трубопроводов, А если еще снабдить его телевизионной камерой?.. Многие варианты изготовления и применения механизма доступны школьникам в технических кружках.

Конструкция «крота» состоит из двух отдельных корпусов, связанных между собой гибким, набранным из рояльной проволоки, подвижным элементом, который располагается внутри эластичной оболочки. Возвратно-поступательное движение гибкого элемента от кулисного механизма приводит к относительному перемещению корпусов. Упираясь пружинными «лапками» в стенки трубы, оба корпуса поочередно подтягиваются и отталкиваются, имитируя движение ползущего червя.

Вращение от электродвигателя через пружинную мягкую муфту, которая облегчает центрирование валов, передается на червячную передачу, где преобразуется в возвратно-поступательное движение кулисы с помощью пальца на червячном колесе.

Задний корпус закрывается крышкой, к которой крепятся провод питания и протаскиваемый шнур или трос. Кулиса соединяется с гибким элементом через шток пайкой; этим обеспечивается устойчивое и ориентированное положение кулисы. Весь привод смонтирован на основании, закрепленном в одном из корпусов. Двигателем модели является электромотор постоянного тока (из серии ДПМ) с числом оборотов 1800 в мин, выходной мощностью 9 Вт. Приводимая им червячная пара, имеющая передаточное отношение 1:44, связана с кулисой, которая с помощью стальных упругих проволочек Ø 0,5— 0,6 мм соединяется с задней частью модели.

Непосредственными движителями модели являются стальные гибкие куски проволоки Ø 1,2—1,5 мм («лапки»). Величина их отгиба зависит от характера поверхности, по которой движется модель. Скорость движения «крота» — 0,03 м/с. Она может изменяться за счет уменьшения или увеличения передаточного отношения червячной пары и увеличения хода кулисы. Конструкция и назначение остальных деталей видны из чертежа, выполненного кружковцами.

Механический «крот» привлекает специалистов возможностью перемещения по изогнутым трубопроводам за счет гибкой подвижной связи между корпусами. Следует отметить, что «крот» прекрасно «ползает» и по плоской поверхности, преодолевая на своем пути различные препятствия. Поэтому «крот» может заинтересовать руководителей технических кружков как объект для большой творческой конструкторской работы.

В. ШОЛОХОВ, директор КЮТа Новосибирского академгородка,

А. ЛЕОНЕНКО, руководитель группы лаборатории экспериментальной механики