CN102735497A - 依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于包括驱动单元、摩擦传动单元，驱动单元设有驱动电机，电机固定在支撑座上，电机动力输出轴连接外花键驱动轴；摩擦传动单元设有驱动卷筒，驱动卷筒内轴心位置为中空内花键结构，与外花键驱动轴啮合，驱动卷筒上固定连接有与其同心的轴向移动块，该轴向移动块上设有螺纹，对应轴向移动块设有固定块，固定块固定连接在支撑座上，固定块上设有与轴向移动块上螺纹相啮合的螺纹；驱动卷筒上缠绕有驱动牵引绳；可以使牵引绳的牵引方向恒定不变，避免偏摆，相比刚性加载可以更好的保护设备，结构紧凑，体积小重量轻，更适用于外外太空钻采。

Description

依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构

技术领域

本发明属于航天领域，涉及一种钻探进尺驱动工具，特别是一种依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，可实现小体积轻质量发送、功耗低驱动。

背景技术

航天航空是人类探索自然界的前沿工程，走向太空已成为科技强国必不可少的标志，在航天系统工程中每个环节都非常重要，其中一项就是在探测器系统着陆月表后对月表物质的采样，采样分表采和深采，表采是对月表表面颗粒物的采集，深采就是需要通过钻探对深层物质的采集取样，深采相对难度要大，对设备要求高，关键是要通过钻机将目标区域内深度约2米的月壤样品钻取出来，由于航天项目的特殊性，要确保任务完成钻机组件必须满足要求，既要质量轻便于发送，又要体积小使空间利用率高，又要具有高的可靠性，所以有别于传统钻机，要根据需要对钻机组件重新设计，钻机加载单元就是其中一项需要从新设计的构件，不但要质量轻体积小，还要满足钻杆向下进尺行程较大的需要，有待于技术创新。

发明内容

本发明为了满足太空环境下钻采对设备的特殊要求，提供了一种依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，可以对钻机实施进尺加载，并保持

本发明采用的技术方案是：一种依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于包括驱动单元、摩擦传动单元，驱动单元设有驱动电机，电机固定在支撑座上，电机动力输出轴连接外花键驱动轴；摩擦传动单元设有驱动卷筒，驱动卷筒内轴心位置为中空内花键结构，与外花键驱动轴啮合，驱动卷筒上固定连接有与其同心的轴向移动块，该轴向移动块上设有螺纹，对应轴向移动块设有固定块，固定块固定连接在支撑座上，固定块上设有与轴向移动块上螺纹相啮合的螺纹；驱动卷筒上缠绕有驱动牵引绳，缠绕后牵引绳两端分别向上、向下延伸经滑轮换向固定连接在钻机上。

所述驱动电机与外花键驱动轴间设有减速器。

所述轴向移动块为进尺丝杠，固定块为进尺丝母，进尺丝杠与进尺丝母构成一螺旋副，进尺丝杠一端与驱动卷筒同轴连接，另一端旋在进尺丝母内，进尺丝母固定在支撑架上。

所述轴向移动块固定连接在驱动卷筒一侧外圈，设有一圈以上外螺纹，在支撑架连接有固定块，固定块上有一条以上沿驱动卷筒轴向延展并与驱动卷筒同轴的弧面，弧面上设有与轴向移动块外螺纹啮合的螺纹。

所述轴向移动块与固定块上啮合的螺纹头数为两头以上。

所述牵引绳或支撑座上连接有松紧调节装置。

本发明依靠卷筒摩擦力带动牵引绳上下移动对钻机实施进尺加载，通过轴向移动块的随动轴向移动可以使牵引绳的牵引方向恒定不变，避免偏摆，相比刚性加载可以更好的保护设备，结构紧凑，体积小重量轻，更适用于外外太空钻采。

附图说明

图1为本发明实施例驱动单元和摩擦传动单元的剖视图；

图2为本发明实施例整体结构安装示意图；

图3为沿图1所示A-A剖视图。

图中标示名称：1驱动电机；2支撑座；3外花键驱动轴；4驱动卷筒；5牵引绳；6减速器；7进尺丝杠；8进尺丝母。

具体实施方式

本发明实施例如图1至图3所示，该依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构包括驱动单元、摩擦传动单元，驱动单元设有驱动电机1，驱动电机1连接有减速器6，减速器6固定在支撑座2上，支撑座2连接在探测器主体上，减速器6动力输出轴连接有外花键驱动轴3；摩擦传动单元设有驱动卷筒4，驱动卷筒4内轴心位置为中空内花键结构，与外花键驱动轴3啮合，驱动卷筒4上固定连接有与其同心的进尺丝杠7，对应进尺丝杠7设有与其啮合的进尺丝母8，进尺丝母8固定连接在支撑座2上，进尺丝杠7与进尺丝母8构成一螺旋副，驱动卷筒4上缠绕有驱动牵引绳5，缠绕四圈后牵引绳5两端分别向上、向下延伸经滑轮换向后通过螺栓与连接块连接，连接块固定连接在钻机上，螺旋副螺纹间距与牵引绳5直径相等；安装时可通过连接块上的螺栓调节牵引绳5的张紧度，使其松紧适度，避免过紧时摩擦阻力过大，过松时牵引绳5在驱动卷筒4上打滑，钻采工作时驱动电机1启动后经减速器6和外花键驱动轴3带动驱动卷筒4旋转，依靠摩擦力驱动卷筒4将牵引绳5下端卷起上端放出对钻机加载，在牵引绳5的牵拉下实现钻机沿导轨向下的加载运行，同时驱动卷筒4旋转带动进尺丝杠7旋转，在进尺丝母8作用下进尺丝杠7带动驱动卷筒4沿外花键驱动轴3侧移，旋转一周其位移距离等于牵引绳5的直径，对牵引绳5在驱动卷筒4卷放产生的位移进行补偿，使牵引绳5向上下的牵引方向恒定不变，避免牵引绳5偏摆，相比刚性加载可以更好的保护设备，结构紧凑，体积小重量轻，更适用于外外太空钻采。

本发明实施时轴向移动块可以固定连接在驱动卷筒4一侧外圈，设置一圈以上外螺纹，固定块连接在支撑架，在固定块上设有沿驱动卷筒4轴向延展并与驱动卷筒4同轴的弧面，弧面上设有与轴向移动块外螺纹啮合的螺纹，采用这种结构也可以实现旋转驱动时驱动卷筒4轴向的位移；轴向移动块与固定块上啮合的螺纹头数可以设为两头以上；支撑座2可浮动连接在探测器主体上，可对牵引绳5安装时的张紧度进行粗预调，再通过连接块上的螺栓进行微调。

Claims (6)

1.一种依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于包括驱动单元、摩擦传动单元，驱动单元设有驱动电机（1），电机固定在支撑座（2）上，电机动力输出轴连接外花键驱动轴（3）；摩擦传动单元设有驱动卷筒（4），驱动卷筒（4）内轴心位置为中空内花键结构，与外花键驱动轴（3）啮合，驱动卷筒（4）上固定连接有与其同心的轴向移动块，该轴向移动块上设有螺纹，对应轴向移动块设有固定块，固定块固定连接在支撑座（2）上，固定块上设有与轴向移动块上螺纹相啮合的螺纹；驱动卷筒（4）上缠绕有驱动牵引绳（5），缠绕后牵引绳（5）两端分别向上、向下延伸经滑轮换向固定连接在钻机上。

2.根据权利要求1所述的依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于所述驱动电机（1）与外花键驱动轴（3）间设有减速器（6）。

3.根据权利要求1所述的依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于所述轴向移动块为进尺丝杠（7），固定块为进尺丝母（8），进尺丝杠（7）与进尺丝母（8）构成一螺旋副，进尺丝杠（7）一端与驱动卷筒（4）同轴连接，另一端旋在进尺丝母内，进尺丝母固定在支撑架上。

4.根据权利要求1所述的依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于所述轴向移动块固定连接在驱动卷筒（4）一侧外圈上，设有一圈以上外螺纹，在支撑架连接有固定块，固定块上有一条以上沿驱动卷筒（4）轴向延展并与驱动卷筒（4）同轴的弧面，弧面上设有与轴向移动块外螺纹啮合的螺纹。

5.根据权利要求1或3或4所述的依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于所述轴向移动块与固定块上啮合的螺纹头数为两头以上。

6.根据权利要求1所述的依靠摩擦力传动的钻探取心加载机构，其特征在于所述牵引绳（5）或支撑座（2）上连接有松紧调节装置。

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