[發明專利]一種單壓電陶瓷疊堆單向驅動的回轉沖擊式超聲波鉆探器

有效

• 申請號: 202011530866.5
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112727355B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 柏德恩;全齊全;鄧宗全;唐德威;沈剛;朱真才;湯裕;李翔;王威
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21B6/00
• 分類號: E21B6/00;H02N2/18;G01N1/08
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

1.一種單壓電陶瓷疊堆單向驅動的回轉沖擊式超聲波鉆探器，其特征在于：它包括殼體(1)、鉆具(2)、轉子(3)及縱扭轉換型壓電換能器(4)，其中所述縱扭轉換型壓電換能器(4)包括縱扭轉換變幅桿(4-1)、壓電陶瓷疊堆(4-2)及后蓋板(4-3)，所述縱扭轉換變幅桿(4-1)包括變幅桿主體(4-11)及一體套裝在變幅桿主體(4-11)上的縱扭耦合振子(4-12)，所述壓電陶瓷疊堆(4-2)套裝在變幅桿主體(4-11)上且夾設在后蓋板(4-3)與縱扭耦合振子(4-12)之間，變幅桿主體(4-11)上遠離后蓋板(4-3)的一端部及縱扭耦合振子(4-12)均穿裝在殼體(1)內，且縱扭耦合振子(4-12)與殼體(1)一端部固接，所述轉子(3)位于殼體(1)內且轉動套裝在變幅桿主體(4-11)上，轉子(3)的一端頂設在縱扭耦合振子(4-12)的端部，鉆具(2)與轉子(3)首尾固接，位于殼體(1)內的轉子(3)上套設有加載彈簧(5)，位于殼體(1)內的鉆具(2)上套設有回復彈簧(6)，變幅桿主體(4-11)的一端與轉子(3)的一端部之間設置有自由質量塊(7)，轉子(3)的一端部加工有通孔，鉆具(2)的一端部穿裝在所述通孔內且鉆具(2)與通孔之間為過盈配合，所述殼體(1)包括前端蓋(1-1)及后端蓋(1-2)，所述縱扭耦合振子(4-12)穿設在后端蓋(1-2)內且縱扭耦合振子(4-12)與后端蓋(1-2)的一端部固接；變幅桿主體(4-11)上遠離后蓋板(4-3)的一端部及鉆具(2)的一端部穿設在前端蓋(1-1)內，且前端蓋(1-1)與后端蓋(1-2)之間首尾固接。

2.根據權利要求1所述的一種單壓電陶瓷疊堆單向驅動的回轉沖擊式超聲波鉆探器，其特征在于：前端蓋(1-1)的一端部轉動穿裝有軸桿導向套(8)，加載彈簧(5)的一端及回復彈簧(6)的一端均與軸桿導向套(8)的端部接觸。

3.根據權利要求1所述的一種單壓電陶瓷疊堆單向驅動的回轉沖擊式超聲波鉆探器，其特征在于：所述縱扭耦合振子(4-12)包括一體套裝在變幅桿主體(4-11)上的圓柱形振子主體(4-121)、均勻固裝在振子主體(4-121)一端的四個固定腳(4-122)以及均布在振子主體(4-121)另一端的四個驅動齒(4-123)，振子主體(4-121)的另一端沿其周向均布有四個支腿(4-124)，四個驅動齒(4-123)與四個支腿(4-124)之間對應通過四個橫梁(4-125)固接，且每個驅動齒(4-123)與其連接的支腿(4-124)均為錯位布置。

4.根據權利要求1或2所述的一種單壓電陶瓷疊堆單向驅動的回轉沖擊式超聲波鉆探器，其特征在于：壓電陶瓷疊堆(4-2)與變幅桿主體(4-11)之間設置有絕緣套(10)。

5.根據權利要求4所述的一種單壓電陶瓷疊堆單向驅動的回轉沖擊式超聲波鉆探器，其特征在于：所述壓電陶瓷疊堆(4-2)包括若干壓電陶瓷片(4-21)及若干電極片(4-22)，且壓電陶瓷片(4-21)與電極片(4-22)沿軸向交錯布置。

6.根據權利要求1、2、3或5所述的一種單壓電陶瓷疊堆單向驅動的回轉沖擊式超聲波鉆探器，其特征在于：后蓋板(4-3)同軸套裝在變幅桿主體(4-11)上且通過鎖緊螺母(11)鎖緊。