[發明專利]一種飛躍器專用柔性伸縮鉆桿機構

在審

• 申請號: 202210470011.0
• 申請日: 2022-04-30
• 公開（公告）號: CN114809936A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 姜生元;張偉偉;馬如奇;劉君巍;段驍航;蘇小波;陳明;崔中雨;唐鈞躍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: E21B17/00
• 分類號: E21B17/00;E21B49/02;E21B17/07;E21B10/02;E21B25/00;E21B3/02
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

一種飛躍器專用柔性伸縮鉆桿機構，本發明涉及月球探測設備技術領域。本發明為了解決現有技術中在對月壤水冰地下勘探過程中，探測器因為體積大不便于降落在月球撞擊坑底部，月壤地下勘探困難的問題。本發明柔性伸縮鉆桿機構包括柔性探尺驅動器、鉆進系統和電動推桿；所述柔性探尺驅動器安裝在鉆進系統的上部，所述鉆進系統安裝在飛躍器上，所述電動推桿的一端和鉆進系統鉸接，另一端和飛躍器鉸接，所述柔性伸縮鉆桿機構通過電動推桿、柔性探尺驅動器和鉆進系統中的多級伸縮鉆桿共同完成飛躍器的移動和月壤的采樣。本發明用于月球土壤探測。

技術領域

本發明涉及月球探測設備技術領域，具體涉及一種飛躍器專用柔性伸縮鉆桿機構。

背景技術

在月球南北極地區的一些撞擊坑底部，由于月球沒有大氣，因此不存在散射作用，陽光直射不到的地方就會形成“永久陰影區”。月球南北極的“永久陰影區”作為驗證月球水資源是否存在的最佳場所，對其地下勘探的意義十分重大。在月壤水冰探測過程中，需要對縱深剖面原位月壤的綜合物性參數進行精準測量，感測月壤剖面是否存在水冰物質的同時解析出水冰物質存在形式、儲藏豐度及其縱深分布規律。想要實現上述目的就要對撞擊坑底部進行地下月壤采集，探測器往往因為體積大，不便于降落在撞擊坑底部時，就需要依靠探測器上搭載的飛躍器進行月壤地下勘探，因此亟需提供一種飛躍器專用柔性伸縮鉆桿機構。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中在對月壤水冰地下勘探過程中，探測器因為體積大不便于降落在月球撞擊坑底部，月壤地下勘探困難的問題，進而提供一種飛躍器專用柔性伸縮鉆桿機構。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：一種飛躍器專用柔性伸縮鉆桿機構，包括柔性探尺驅動器、鉆進系統和電動推桿；所述柔性探尺驅動器安裝在鉆進系統的上部，所述鉆進系統安裝在飛躍器上，所述電動推桿的一端和鉆進系統鉸接，另一端和探測器鉸接，所述柔性伸縮鉆桿機構通過電動推桿、柔性探尺驅動器和鉆進系統中的多級伸縮鉆桿共同完成飛躍器的移動和月壤的采樣。

進一步地，所述鉆進系統還包括前導向桿、導向套筒和螺旋取芯鉆頭；所述前導向桿為中空結構，所述前導向桿的一端和柔性探尺驅動器連接，另一端和空心回轉電機連接，所述導向套筒為中空結構，所述導向套筒的一端和空心回轉電機的轉子連接，另一端和多級伸縮鉆桿連接，所述螺旋取芯鉆頭和多級伸縮鉆桿連接。

進一步地，所述柔性探尺驅動器包括安裝在柔性探尺驅動器外殼內部的蝸卷彈簧軸、柔性探尺鋼帶、主動摩擦輪和從動摩擦輪；所述蝸卷彈簧軸、所述主動摩擦輪和所述從動摩擦輪均轉動連接在柔性探尺驅動器外殼的內壁上，所述柔性探尺鋼帶的一端纏繞連接在蝸卷彈簧軸上，然后經過主動摩擦輪和從動摩擦輪的預緊，另一端依次穿過前導向桿、空心回轉電機的轉子和導向套筒后和多級伸縮鉆桿連接。

進一步地，所述多級伸縮鉆桿為從內向外的P級圓柱形鉆桿組成的伸縮結構，P≥2且P正整數，最內側的鉆桿末端和螺旋取芯鉆頭連接；每個所述鉆桿的外側為槽壁，內側為槽道，所述槽道的末端設置有限位臺階，所述槽壁的末端設置有限位軸孔，頂端設置有桿端限位臺階，所述限位軸孔里安裝有限位軸卡，相鄰的兩個鉆桿上的槽壁和槽道相互配合，構成層級嵌套滑槽。

進一步地，所述柔性探尺鋼帶的截面為C型，其橫截面積隨著鉆桿級數的變化而變化。

進一步地，所述前導向桿、所述導向套筒和所述空心回轉電機的轉子上均開有柔性探尺齒槽。

進一步地，所述電動推桿的一端和空心回轉電機的外殼鉸接，另一端和飛躍器鉸接，所述飛躍器下部安裝有一組機械足。

進一步地，所述電動推桿為三個，所述機械足為四個。

進一步地，所述導向套筒通過球鉸和飛躍器鉸接。

進一步地，所述多級伸縮鉆桿的各級鉆桿側壁上設置有限位槽，所述限位槽里安裝有限位滑塊。

本發明具有以下有益技術效果：