[發(fā)明專利]一種多功能火星鉆機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010733334.5
• 申請(qǐng)日: 2020-07-27
• 公開（公告）號(hào): CN111877975A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張濤;姚智曉;鄧浩楠;吳炳林;葉彬世
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B3/02
• 分類號(hào): E21B3/02
• 代理公司: 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329
• 代理人: 余勝茂

1.一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，包括進(jìn)給機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、沖擊機(jī)構(gòu)、取芯切斷機(jī)構(gòu)和夾刀機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、沖擊機(jī)構(gòu)、取芯切斷機(jī)構(gòu)、密封機(jī)構(gòu)和夾刀機(jī)構(gòu)沿火星土壤的深度方向滑動(dòng)；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)火星土壤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆孔，所述沖擊機(jī)構(gòu)對(duì)火星土壤進(jìn)行沖擊而破開火星土壤中的巖石；所述取芯切斷機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鉆取的火星土壤從鉆孔內(nèi)切斷，所述夾刀機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的刀具鎖緊或松開而實(shí)現(xiàn)刀具的更換。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)包括機(jī)架，設(shè)于機(jī)架上的進(jìn)給電機(jī)，可旋轉(zhuǎn)安裝于機(jī)架上的絲桿，與絲桿螺紋傳感連接的螺母，固定安裝于機(jī)架上的導(dǎo)軌，以及可滑動(dòng)安裝于導(dǎo)軌上的滑塊，所述螺母固定安裝于滑塊上，且進(jìn)給電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與絲桿連接；在電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，絲桿帶動(dòng)螺母和滑塊沿著導(dǎo)軌的長(zhǎng)度方向滑動(dòng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)，與旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接的第一主動(dòng)輪，與第一主動(dòng)輪嚙合的第一從動(dòng)輪，用于對(duì)火星土壤進(jìn)行旋轉(zhuǎn)鉆孔的刀具，以及套設(shè)于刀具上的直線軸承，所述第一從動(dòng)輪安裝于刀具上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述取芯切斷機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，可旋轉(zhuǎn)且偏心套設(shè)于刀具內(nèi)的偏心管，與驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接的第二主動(dòng)輪，與第二主動(dòng)輪嚙合的第二從動(dòng)輪，以及用于與第二從動(dòng)輪連接的主軸，所述主軸與偏心管連接；在驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二主動(dòng)輪帶動(dòng)第二從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，主軸驅(qū)動(dòng)偏心管產(chǎn)生偏心旋轉(zhuǎn)而將偏心管內(nèi)的火星土壤切斷。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述沖擊機(jī)構(gòu)包括搖擺電機(jī)，與搖擺電機(jī)連接的連接軸，安裝于連接軸上的搖擺軸承，連接于搖擺軸承外圈上的擺動(dòng)桿，與擺動(dòng)桿鉸接的沖擊塊，設(shè)于所述主軸與沖擊塊之間的氣缸，以及套設(shè)于沖擊塊上的直線軸承；在搖擺電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，搖擺軸承的外圈擺動(dòng)而帶動(dòng)擺動(dòng)桿擺動(dòng)，擺動(dòng)桿帶動(dòng)沖擊塊撞擊氣缸而使氣缸撞擊主軸。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述夾刀機(jī)構(gòu)包括夾持電機(jī)，與夾持電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接的第三主動(dòng)輪，與第三主動(dòng)輪嚙合的第三從動(dòng)輪，可滑動(dòng)套設(shè)于第三從動(dòng)輪內(nèi)且與第三從動(dòng)輪螺紋傳動(dòng)連接的套筒，以及與刀具螺紋連接的固定套；所述固定套上開有通孔，所述刀具的外壁上開有卡槽，且通孔套設(shè)有活動(dòng)滾珠；所述套筒內(nèi)壁上設(shè)有突起，在第三從動(dòng)輪驅(qū)動(dòng)套筒向活動(dòng)滾珠方向滑動(dòng)時(shí)，所述突起頂壓活動(dòng)滾珠而將活動(dòng)滾珠的下部卡接入卡槽內(nèi)，從而將刀具鎖緊在固定套上，所述活動(dòng)滾珠下部的體積小于其體積的一半；當(dāng)?shù)谌龔膭?dòng)輪驅(qū)動(dòng)套筒反向滑動(dòng)時(shí)，所述突起松開活動(dòng)滾珠而對(duì)刀具進(jìn)行解鎖。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述沖擊塊上設(shè)有插槽，所述擺動(dòng)桿的一端可滑動(dòng)插入插槽內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述搖擺電機(jī)通過第四主動(dòng)輪和第四從動(dòng)輪與連接軸連接，所述第四主動(dòng)輪和第四從動(dòng)輪相嚙合，所述第四從動(dòng)輪與連接軸固定連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述搖擺軸承的內(nèi)圈表面與外部的內(nèi)表面上均加工有帶滾子的傾斜凹槽；當(dāng)搖擺電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接軸帶動(dòng)搖擺軸承的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾子沿傾斜凹槽滾動(dòng)而驅(qū)動(dòng)搖擺軸承的外圈前后擺動(dòng)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種多功能火星鉆機(jī)，其特征在于，所述多功能火星鉆機(jī)上還設(shè)有刀庫，所述刀庫包括儲(chǔ)刀管，以及設(shè)于儲(chǔ)刀管兩端且與刀管固定連接的支撐架；所述儲(chǔ)刀管內(nèi)設(shè)有用于與刀具螺紋固定連接的內(nèi)螺紋，用于緩沖刀具的彈簧，以及用于安裝彈簧的底座。