[發(fā)明專利]沖擊貫入式采樣器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410383534.7
• 申請日: 2014-08-06
• 公開（公告）號: CN104155143A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜生元;沈毅;陳化智;全齊全;侯緒研;秦藝偉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 大慶禹奧專利事務(wù)所 23208
• 代理人: 朱士文;楊曉梅

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明應(yīng)用于載人航天月面人工采樣技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種沖擊貫入式采樣器。

背景技術(shù)：

獲取具有良好層理信息的月壤樣品是我國未來開展的載人登月工程中的一項重要任務(wù)。通過手動敲擊薄壁取芯管使之貫入月表的方法（以下稱為靜態(tài)沖擊貫入式取芯法）可以獲取一段層理信息保持性較好的月壤樣品，但由于貫入過程中月壤顆粒相互堆積和擠壓，使得顆粒與取芯管壁間的摩擦阻力增大，導(dǎo)致取芯管內(nèi)的月壤樣品長度短于取芯管貫入月表的深度，即取芯率無法達(dá)到100%，該方法不但增加了采樣所需要的能量，而且取芯率和采樣效率也不高。因此，如何解決以上問題，研制一種功耗低、取芯率高、便于宇航員手持操作的月壤采樣器是當(dāng)前的主要任務(wù)目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容：

為了解決技術(shù)背景存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種沖擊貫入式采樣器。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：沖擊貫入式采樣器，伺服電機(jī)同軸連接主動齒輪，主動齒輪與被動齒輪通過齒輪傳動連接，被動齒輪上端面同軸固定連接激振凸輪，激振凸輪有四個突起，沖擊塊為激振凸輪的從動件，沖擊塊與激振凸輪的突起之間均布有四個凸輪滾子，凸輪滾子通過軸與沖擊塊連接，彈簧導(dǎo)向柱安裝于凸輪防護(hù)罩上，彈簧導(dǎo)向柱外側(cè)套有回復(fù)彈簧，回復(fù)彈簧置于彈簧導(dǎo)向柱和沖擊塊之間，凸輪防護(hù)罩安裝于齒輪箱上蓋上，凸輪防護(hù)罩上開有觀察窗口，齒輪箱由上蓋和下蓋組成，上下蓋接合面處由凸臺定位，整體安裝于上支撐板上，導(dǎo)套固定于下支撐板上，導(dǎo)套與取芯管之間安裝有鋼球保持架，取芯管同軸螺栓固定連接于沖擊塊7的下方，機(jī)架由方鋼焊接而成，其上安裝有把手及吊環(huán)。?

本發(fā)明具有如下有益效果：僅靠沖擊作用獲取深層樣品，無需回轉(zhuǎn)運(yùn)動，獲取的樣品層理信息保持較好，取芯率高，可將沖擊頻率、沖擊功等多種參數(shù)單獨(dú)分離出來進(jìn)行研究，解耦性好，接口結(jié)構(gòu)簡單，拆卸方便，更容易更換試驗(yàn)對象。?

附圖說明：

圖1本發(fā)明實(shí)施例的軸測圖；?

圖2本發(fā)明實(shí)施例的局部軸測圖。

圖中1-機(jī)架，2-把手，3-吊環(huán)，4-下蓋，5-上蓋，6-凸輪滾子，7-沖擊塊，8-凸輪防護(hù)罩，9-彈簧導(dǎo)向柱，10-復(fù)位彈簧，11-伺服電機(jī)，12-上支撐板，13-下支撐板，14-導(dǎo)套，15-取芯管，16-被動齒輪，17-激振凸輪，18-主動齒輪。??

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

由圖1結(jié)合圖2所示的沖擊貫入式采樣器的結(jié)構(gòu)示意簡圖中，交流伺服驅(qū)動電機(jī)11同軸連接主動齒輪18，主動齒輪18與被動齒輪16通過齒輪傳動連接，交流伺服驅(qū)動電機(jī)11通過傳動齒輪18、16將動力傳遞給激振凸輪17，被動齒輪16上端面同軸固定連接激振凸輪17，激振凸輪17有四個突起，每轉(zhuǎn)動一周可實(shí)現(xiàn)四次沖擊，沖擊塊7為激振凸輪17的從動件，沖擊塊7與激振凸輪17的突起之間均布有四個凸輪滾子6，凸輪滾子6通過軸承與沖擊塊7連接，彈簧導(dǎo)向柱9安裝于凸輪防護(hù)罩8上，為回復(fù)彈簧10的和沖擊塊提供導(dǎo)向作用，彈簧導(dǎo)向柱9外側(cè)套有回復(fù)彈簧10，回復(fù)彈簧10置于彈簧導(dǎo)向柱9和沖擊塊7之間，更換回復(fù)彈簧可以獲得不同的沖擊功，凸輪防護(hù)罩8安裝于齒輪箱上蓋5上，凸輪防護(hù)罩8上開有觀察窗口，可防止凸輪因故障而造成人員傷害，同時開有觀察窗口，以便隨時觀察凸輪的工作狀況，齒輪箱由上蓋5和下蓋4組成，上下蓋接合面處由凸臺定位，整體安裝于上支撐板12上，導(dǎo)套14固定于下支撐板13上，用于取芯管15的定位和導(dǎo)向，導(dǎo)套14與取芯管15之間安裝有鋼球保持架，便于在高頻作用下更好地運(yùn)作，取芯管15同軸螺栓固定連接于沖擊塊7的下方，機(jī)架1由方鋼焊接而成，其上安裝有把手2及吊環(huán)3便于運(yùn)輸和測試。

工作時啟動伺服電機(jī)11驅(qū)動凸輪機(jī)構(gòu)，通過沖擊塊7對取芯管15施加沖擊載荷，產(chǎn)生的沖擊應(yīng)力波在取芯管中傳遞，可破壞土壤顆粒間的力鏈作用，使之變得松散。同時，由于取芯管表面質(zhì)點(diǎn)的橢圓運(yùn)動，使得土壤顆粒具有向上單向運(yùn)移的特性，故而可以有效提高取芯率。接口簡單，可更換不同表面形貌的取芯管，為后續(xù)研究工作提供便利條件。?