[發明專利]依靠摩擦力傳動的鉆探取心加載機構

無效

• 申請號: 201210214887.5
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102735497A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 全齊全;鄧宗全;姜生元;王鑫;陳明;李鵬;李賀;王清川
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術領域

本發明屬于航天領域，涉及一種鉆探進尺驅動工具，特別是一種依靠摩擦力傳動的鉆探取心加載機構，可實現小體積輕質量發送、功耗低驅動。

背景技術

航天航空是人類探索自然界的前沿工程，走向太空已成為科技強國必不可少的標志，在航天系統工程中每個環節都非常重要，其中一項就是在探測器系統著陸月表后對月表物質的采樣，采樣分表采和深采，表采是對月表表面顆粒物的采集，深采就是需要通過鉆探對深層物質的采集取樣，深采相對難度要大，對設備要求高，關鍵是要通過鉆機將目標區域內深度約2米的月壤樣品鉆取出來，由于航天項目的特殊性，要確保任務完成鉆機組件必須滿足要求，既要質量輕便于發送，又要體積小使空間利用率高，又要具有高的可靠性，所以有別于傳統鉆機，要根據需要對鉆機組件重新設計，鉆機加載單元就是其中一項需要從新設計的構件，不但要質量輕體積小，還要滿足鉆桿向下進尺行程較大的需要，有待于技術創新。

發明內容

本發明為了滿足太空環境下鉆采對設備的特殊要求，提供了一種依靠摩擦力傳動的鉆探取心加載機構，可以對鉆機實施進尺加載，并保持

本發明采用的技術方案是：一種依靠摩擦力傳動的鉆探取心加載機構，其特征在于包括驅動單元、摩擦傳動單元，驅動單元設有驅動電機，電機固定在支撐座上，電機動力輸出軸連接外花鍵驅動軸；摩擦傳動單元設有驅動卷筒，驅動卷筒內軸心位置為中空內花鍵結構，與外花鍵驅動軸嚙合，驅動卷筒上固定連接有與其同心的軸向移動塊，該軸向移動塊上設有螺紋，對應軸向移動塊設有固定塊，固定塊固定連接在支撐座上，固定塊上設有與軸向移動塊上螺紋相嚙合的螺紋；驅動卷筒上纏繞有驅動牽引繩，纏繞后牽引繩兩端分別向上、向下延伸經滑輪換向固定連接在鉆機上。

所述驅動電機與外花鍵驅動軸間設有減速器。

所述軸向移動塊為進尺絲杠，固定塊為進尺絲母，進尺絲杠與進尺絲母構成一螺旋副，進尺絲杠一端與驅動卷筒同軸連接，另一端旋在進尺絲母內，進尺絲母固定在支撐架上。

所述軸向移動塊固定連接在驅動卷筒一側外圈，設有一圈以上外螺紋，在支撐架連接有固定塊，固定塊上有一條以上沿驅動卷筒軸向延展并與驅動卷筒同軸的弧面，弧面上設有與軸向移動塊外螺紋嚙合的螺紋。

所述軸向移動塊與固定塊上嚙合的螺紋頭數為兩頭以上。

所述牽引繩或支撐座上連接有松緊調節裝置。

本發明依靠卷筒摩擦力帶動牽引繩上下移動對鉆機實施進尺加載，通過軸向移動塊的隨動軸向移動可以使牽引繩的牽引方向恒定不變，避免偏擺，相比剛性加載可以更好的保護設備，結構緊湊，體積小重量輕，更適用于外外太空鉆采。

附圖說明

圖1為本發明實施例驅動單元和摩擦傳動單元的剖視圖；

圖2為本發明實施例整體結構安裝示意圖；

圖3為沿圖1所示A-A剖視圖。

圖中標示名稱：1驅動電機；2支撐座；3外花鍵驅動軸；4驅動卷筒；5牽引繩；6減速器；7進尺絲杠；8進尺絲母。

具體實施方式

本發明實施例如圖1至圖3所示，該依靠摩擦力傳動的鉆探取心加載機構包括驅動單元、摩擦傳動單元，驅動單元設有驅動電機1，驅動電機1連接有減速器6，減速器6固定在支撐座2上，支撐座2連接在探測器主體上，減速器6動力輸出軸連接有外花鍵驅動軸3；摩擦傳動單元設有驅動卷筒4，驅動卷筒4內軸心位置為中空內花鍵結構，與外花鍵驅動軸3嚙合，驅動卷筒4上固定連接有與其同心的進尺絲杠7，對應進尺絲杠7設有與其嚙合的進尺絲母8，進尺絲母8固定連接在支撐座2上，進尺絲杠7與進尺絲母8構成一螺旋副，驅動卷筒4上纏繞有驅動牽引繩5，纏繞四圈后牽引繩5兩端分別向上、向下延伸經滑輪換向后通過螺栓與連接塊連接，連接塊固定連接在鉆機上，螺旋副螺紋間距與牽引繩5直徑相等；安裝時可通過連接塊上的螺栓調節牽引繩5的張緊度，使其松緊適度，避免過緊時摩擦阻力過大，過松時牽引繩5在驅動卷筒4上打滑，鉆采工作時驅動電機1啟動后經減速器6和外花鍵驅動軸3帶動驅動卷筒4旋轉，依靠摩擦力驅動卷筒4將牽引繩5下端卷起上端放出對鉆機加載，在牽引繩5的牽拉下實現鉆機沿導軌向下的加載運行，同時驅動卷筒4旋轉帶動進尺絲杠7旋轉，在進尺絲母8作用下進尺絲杠7帶動驅動卷筒4沿外花鍵驅動軸3側移，旋轉一周其位移距離等于牽引繩5的直徑，對牽引繩5在驅動卷筒4卷放產生的位移進行補償，使牽引繩5向上下的牽引方向恒定不變，避免牽引繩5偏擺，相比剛性加載可以更好的保護設備，結構緊湊，體積小重量輕，更適用于外外太空鉆采。

本發明實施時軸向移動塊可以固定連接在驅動卷筒4一側外圈，設置一圈以上外螺紋，固定塊連接在支撐架，在固定塊上設有沿驅動卷筒4軸向延展并與驅動卷筒4同軸的弧面，弧面上設有與軸向移動塊外螺紋嚙合的螺紋，采用這種結構也可以實現旋轉驅動時驅動卷筒4軸向的位移；軸向移動塊與固定塊上嚙合的螺紋頭數可以設為兩頭以上；支撐座2可浮動連接在探測器主體上，可對牽引繩5安裝時的張緊度進行粗預調，再通過連接塊上的螺栓進行微調。