[发明专利]颗粒介质中的推进

说明书

一种推进物体穿过包含颗粒材料的颗粒介质的方法，其中所述物体设置有一个或多个可旋转部分，所述方法包含：提供浸没在所述颗粒介质中的所述物体；以及使所述一个或多个可旋转部分中的至少一个绕旋转轴旋转，从而使邻近所述一个或多个可旋转部分的颗粒材料移动并推进所述物体穿过所述颗粒介质。

技术领域

本发明涉及推进物体穿过颗粒介质的方法，用于推进物体穿过颗粒介质的推进装置和用于穿过颗粒介质进行运送的运载工具。

背景技术

已经设计了几种能够穿过例如沙子或谷物的颗粒介质进行运送的装置。这部分是由于在观察对于建造和测试这种装置所必需的颗粒介质表面下所发生的情况方面的实际困难，以及克服致密颗粒填料所需的较大应力及对颗粒在复杂系统中如何流动的了解的普遍缺乏。然而，用于穿过颗粒介质进行运送的装置可以发现许多实际应用，包括：定位和取回地下或海底物体；检测地下化学品泄漏；移开被困在沙子中的运载工具(例如汽车)；科学探测地下环境，特别是行星探测中的地下环境；以及监测和混合储存在筒仓中的谷物颗粒和粉末。

少数现存装置通常借助于施加法向力(例如，通过叶片的拍动)时谷物的平移位移或借助于在水平拖曳物体穿过颗粒介质时产生的升力实现穿过颗粒介质的推进。这种装置需要施加相当大的力来实现推进，这导致施加在装置主体上的应力较大，并有力地将操作限制在浅表或仅半浸没状态，因为使谷物平移所需的力通常随着在颗粒介质中的深度而增加。这些装置通常效率很低，并且这类装置的基本竖直运动也难以实现。

因此，需要用于穿过颗粒介质进行运送的装置，其使得装置主体应力更低，更有效，可在更大的深度下操作和/或可实现基本上竖直的装置运动。

发明内容

本发明的一个方面提供一种推进物体穿过包含颗粒材料的颗粒介质的方法。所述物体通常具有一个或多个可旋转部分。所述方法通常包括提供浸没在颗粒介质中(即，浸没在颗粒材料中)的物体以及使一个或多个可旋转部分中的至少一个(例如，每个)绕(即，相应的)旋转轴旋转。一个或多个可旋转部分中的至少一个(例如，每个)绕所述(即，相应的)旋转轴的旋转通常引起邻近所述一个或多个可旋转部分的颗粒材料的移动，并且(即，因此)推进物体穿过颗粒介质。

本发明的另一方面提供用于推进物体穿过包含颗粒材料的颗粒介质的推进装置(例如推进单元)。所述推进装置(例如推进单元)通常可耦合或耦合到物体。所述推进装置(例如推进单元)通常包含一个或多个可旋转部分。一个或多个可旋转部分通常可以绕(即相应的)旋转轴旋转。所述一个或多个可旋转部分通常被配置(例如，成形和布置)成使得当推进装置(例如，推进单元)耦合到物体并且物体和推进装置(例如推进单元)浸没在颗粒介质中(即浸没在颗粒材料中)时，一个或多个可旋转部分中的至少一个(例如，通常每个)绕所述(即，相应的)旋转轴的旋转通常引起邻近一个或多个可旋转部分的颗粒材料移动并且(即因此)推进物体穿过颗粒介质。