[發(fā)明專利]一種多桿深層月壤采樣器的換桿定位機構(gòu)及換桿定位方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010241978.9
• 申請日: 2010-07-30
• 公開（公告）號: CN101936822A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 丁希侖;安迎和;李可佳
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所 11121
• 代理人: 官漢增

1.一種多桿深層月壤采樣器的換桿定位機構(gòu)，其特征在于：所述的換桿定位機構(gòu)包括夾持機構(gòu)和換桿機構(gòu)；所述的夾持機構(gòu)包括上端導向機構(gòu)、下端支撐機構(gòu)和中心轉(zhuǎn)軸，所述的換桿機構(gòu)、上端導向機構(gòu)和下端支撐機構(gòu)分別位于中心轉(zhuǎn)軸的頂端、中間位置和底端；

所述的下端支撐機構(gòu)包括筒形夾具、拉緊彈簧、筒形夾具轉(zhuǎn)軸、夾具轉(zhuǎn)盤、螺栓A和螺母A；

所述的夾具轉(zhuǎn)盤為帶有對稱C型叉架的圓盤結(jié)構(gòu)，中心位置通過螺栓A和螺母A固定連接在中心轉(zhuǎn)軸上；每個C型叉架的兩個自由端上分別具有兩個插孔；

所述的筒形夾具為中空的圓筒形薄壁結(jié)構(gòu)，由兩個對稱的夾片組成，每個夾片為半圓筒形薄壁結(jié)構(gòu)，兩個夾片的半徑大小滿足筒形夾具在閉合時的內(nèi)徑與搭配使用的鉆桿的外徑相同；每個夾片的兩條側(cè)邊的中部分別具有一個凸出的轉(zhuǎn)軸孔A，轉(zhuǎn)軸孔A的外邊緣為圓弧形，筒形夾具轉(zhuǎn)軸穿過兩個轉(zhuǎn)軸孔A和夾具轉(zhuǎn)盤的C型叉架的插孔，將兩個夾片與夾具轉(zhuǎn)盤上的叉架相連接；

所述的上端導向機構(gòu)包括導向把手、螺釘A、導向轉(zhuǎn)盤、螺栓B和螺母B；

所述的導向轉(zhuǎn)盤通過螺栓B和螺母B固定連接于中心轉(zhuǎn)軸的中間位置；所述的導向把手均勻?qū)ΨQ分布在導向轉(zhuǎn)盤的水平圓周方向上，并通過螺釘A固定于導向轉(zhuǎn)盤上，所述的導向把手為半圓管形結(jié)構(gòu)，各個導向把手的半圓管結(jié)構(gòu)的開口方向一致，并且半圓管結(jié)構(gòu)的中心軸線平行于中心轉(zhuǎn)軸，各個導向把手均經(jīng)過磁化處理，以便對鉆桿產(chǎn)生磁力吸引作用，導向把手的內(nèi)徑與鉆桿的外徑相同，且導向把手半圓管與筒形夾具同軸心布置；

所述的換桿機構(gòu)包括定位滑塊A、定位滑塊B、杠桿框轉(zhuǎn)軸、支點支架、復位彈簧、杠桿框、螺釘B、支點轉(zhuǎn)軸和齒輪箱；

所述的齒輪箱的上表面固定，齒輪箱下表面具有通孔，通孔的大小和形狀使定位滑塊A和定位滑塊B只產(chǎn)生軸向運動而不產(chǎn)生周向的轉(zhuǎn)動；中心轉(zhuǎn)軸的頂端從上至下分為齒輪連接軸段、光軸段和外花鍵結(jié)構(gòu)軸段三個部分，頂端的齒輪連接軸段穿過齒輪箱下表面的通孔與齒輪箱中的齒輪相配合，由齒輪帶動中心轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；

所述的定位滑塊A和定位滑塊B均為半圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，兩端具有凸緣，該半圓環(huán)形結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面具有齒和槽，形狀為內(nèi)花鍵結(jié)構(gòu)，外表面為光滑表面；將定位滑塊A和定位滑塊B的開口對接在一起，并通過螺釘B在凸緣處連接固定，組成一個圓環(huán)形的完整定位滑塊，中心具有內(nèi)孔；

所述的中心轉(zhuǎn)軸的光軸段的高度為h1，且h1＞h，其中h為定位滑塊A和定位滑塊B的高度，所述的中心轉(zhuǎn)軸的外花鍵結(jié)構(gòu)軸段的高度為h2，且1/3h≤h2≤h；外花鍵結(jié)構(gòu)軸段的齒和槽的大小與完整定位滑塊的齒和槽相配合，該外花鍵結(jié)構(gòu)軸段穿過完整定位滑塊的內(nèi)孔，通過完整定位滑塊的軸向運動與中心轉(zhuǎn)軸進行咬合與分離；咬合時，完整定位滑塊的上端位于齒輪箱的下表面之上，分離時完整定位滑塊的下端位于齒輪箱的下表面之下；

所述杠桿框的兩端連接有兩個細長的臂A和臂B，臂A和臂B在同一直線上，兩個杠桿框轉(zhuǎn)軸分別穿過杠桿框上的兩個轉(zhuǎn)軸孔B和定位滑塊A上的盲孔、定位滑塊B上的盲孔，將杠桿框與定位滑塊A和定位滑塊B連接，經(jīng)過杠桿框轉(zhuǎn)軸的連接后完整定位滑塊隨著杠桿框的移動在中心轉(zhuǎn)軸上沿中心轉(zhuǎn)軸的軸向上下移動；所述的復位彈簧的一端與杠桿框的臂A邊緣固定連接，另一端固定在齒輪箱下表面上；杠桿框的臂B插在豎直支點支架底端的內(nèi)部，支點支架的底部具有一個水平長槽形孔，支點轉(zhuǎn)軸穿過長槽形孔將支點支架和杠桿框的臂B活動連接，支點支架的頂部固定不動，當臂A向靠近齒輪箱的下表面運動時，臂B在長槽形孔內(nèi)左右移動。

2.根據(jù)權利要求1所述的換桿定位機構(gòu)，其特征在于：所述的筒形夾具的個數(shù)與多桿深層月壤采樣器使用的鉆桿的數(shù)量和外徑尺寸有關，鉆桿的外徑尺寸為20mm～40mm，則筒形夾具選擇1～7個，并且筒形夾具的個數(shù)隨著鉆桿的外徑的增大而減少。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種多桿深層月壤采樣器的換桿定位機構(gòu)，其特征在于：所述的筒形夾具的個數(shù)為4個。

4.根據(jù)權利要求1所述的換桿定位機構(gòu)，其特征在于：所述的C型叉架兩個自由端上的兩個插孔的距離與筒形夾具的兩個夾片連接后相對的兩個轉(zhuǎn)軸孔A的距離相同；筒形夾具通過筒形夾具轉(zhuǎn)軸固定在夾具轉(zhuǎn)盤的C型叉架上。