CN103419946A - 一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器 - Google Patents
一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103419946A CN103419946A CN2013103872765A CN201310387276A CN103419946A CN 103419946 A CN103419946 A CN 103419946A CN 2013103872765 A CN2013103872765 A CN 2013103872765A CN 201310387276 A CN201310387276 A CN 201310387276A CN 103419946 A CN103419946 A CN 103419946A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nut
- pull bar
- jump ring
- handed
- positive stop
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 239000002689 soil Substances 0.000 title abstract description 4
- 230000009189 diving Effects 0.000 title abstract 5
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 241001149930 Protura <class> Species 0.000 claims description 13
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 7
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 6
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 230000002301 combined effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Refuge Islands, Traffic Blockers, Or Guard Fence (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器,主要由下潜壳、冲击重锤、储能弹簧、缓冲弹簧、擒纵机构、双向螺母机械换向单元、驱动单元构成,其特征在于:双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母、右旋螺母、滑套、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆组成。本发明的有益效果是:结构精巧,设计合理,自动化控制运转,工作过程平稳流畅,专门为星体表面探测设计使用。
Description
技术领域:
本发明涉及天体探测设备技术领域,尤其是指一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器。
背景技术:
经过51年的发展,我国航天事业已经形成了六个能力——进入空间的能力、卫星研制能力、载人航天能力、深空探测能力、航天基础与保障能力,以及卫星应用能力。深空探测的能力,实施月球探测工程是中国向深空探测迈出的第一步。这一工程分三个阶段实施。在第一阶段,发射在月球200公里轨道运行的月球卫星——嫦娥1号,它的任务是拍摄月表三维照片,分析月球上多种元素的分布,探测月壤厚度,探测地月空间环境。完成第一阶段工程后,将实施第二、第三阶段工程,2013年左右,完成月面软着陆探测;在2020年前,发射小型采样返回舱,采集月球样品返回地球,进行深入研究。这就需要一种针对星体表面贯入进行探测的工具。
发明内容:
本发明旨在提供一种能够实现针对地外天体探测而自动潜入到天体表层数米以下进行探测任务的冲击贯入式自动潜入器,具体是指一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器。
本发明的目的是以如下方式实现的:
一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器,主要由下潜壳、冲击重锤、储能弹簧、缓冲弹簧、擒纵机构、双向螺母机械换向单元、驱动单元构成,其特征在于:下潜壳为封闭壳体,头部为锥形,有利于贯入下潜;壳体与锥头通过弹性连接套柔性连接,潜入头又分为两部分由锥尖头和锥头体组成,锥尖头可在锥头体内一定范围内移动,用波形弹簧复位;冲击重锤在驱动单元和储能弹簧作用下,由擒纵控制提升高度储能与脱开实现撞击壳体;储能弹簧为冲击重锤储存能量;擒纵机构由弹簧钩,楔形挡块和特殊形状的螺母组成,以实现螺母与弹簧钩嵌合与脱节;双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母、右旋螺母、滑套、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆组成;驱动单元主要由行星减速机、联轴器螺杆组成,为潜入器提供动力;而该潜入器所需的电能以及信号通过潜入器尾端的电缆来传递;
整个下潜壳主要由潜入头、弹性连接套、毛毡圈、密封圈、下部壳体、滑道、中部壳体、上部壳体及上盖组成;
冲击重锤由重锤用锤头与弹簧钩固定连接在一起,有两道对称分布的滑动槽,限定在壳体的滑道内,只能延滑道上下滑动;中心开有腰形长孔,限定拉杆在孔内上下滑动,当螺杆旋转时螺母上下移动,带动拉杆拉动冲击重锤提升实现储能;
储能弹簧在冲击重锤提升时被压缩而储能,为冲击重锤撞击锥头提供动能;
缓冲弹簧延缓驱动单元向上冲击时的撞击时间,大大减小机构向上的撞击力;
擒纵机构主要由楔形挡块、弹簧钩、特殊形状拉杆组成,随着拉杆上下移动实现拉杆与弹簧钩的嵌合与脱开,从而完成重锤储能与撞击;
双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母、右旋螺母、滑套、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆组成,卡簧套向上可与机架接触,向下可与重锤接触;电机右旋,左旋螺母与右旋螺母交替工作,从而实现机构向上向下移动,推动拉杆与弹簧钩脱开与嵌合;以实现重锤上移储能,弹簧钩与拉杆脱节实现重锤向下冲击与壳体撞击;右旋螺母工作时换向组件和重锤组件向上移动,当卡簧套与机架接触时,卡簧套被向下推动,卡簧套带动限位键和滑动键向下移动,到一定位置后限位键与右旋螺母脱离,右旋螺母停止工作,组件停止上升,电机继续旋转,左旋螺母与右旋螺母随双向螺杆一起右转,当限位键与左旋螺母侧面接触后左旋螺母开始工作,机构组件向下移动;当下移到卡簧套与重锤接触时,同样过程完成左旋螺母向右旋螺母工作交替;卡簧套凸起头部分与拉杆球形面接触,球形面两端分别是光滑环槽,卡簧凸起头在上升阶段与上面环槽接触,下降阶段与下面环槽接触,限制限位键只与左旋螺母或者右旋螺母中的一个侧面接触,控制一个时刻只有一个螺母工作;滑套为两个螺母提供一个封闭空间,两侧开有滑动槽,限位键与滑动键在槽内上下移动;
双向螺杆螺旋升角足够大时螺旋机构不能自锁,当一个螺母工作时另一个螺母被动向上或向下随动;
驱动单元主要由行星减速机、联轴器、双向螺杆、推力轴承、机架组成,为整个潜入器提供动力来源,该单元只能限定一定位置内上下移动;与缓冲弹簧共同作用下减缓向上的冲击力。
本发明的有益效果是:结构精巧,设计合理,自动化控制运转,工作过程平稳流畅,专门为星体表面探测设计使用。
附图说明:
图1是本发明结构示意图;
图中:1上盖、2上部壳体、3 缓冲弹簧、4直流电机、5行星减速机、6机架、7推力轴承、8中部壳体、9 右旋螺母、10滑套、11卡簧套、12左旋螺母、13滑道、14拉杆、15垫圈、16内六角螺钉、17密封圈、18锤头、19波形弹簧、20毛毡圈、21 锥尖头、22锥头体、23 固定套、24弹性连接套、25下部壳体、26 弹簧钩、27重锤、28楔形挡块、29平头螺钉、30储能弹簧、31双向螺杆。
具体实施方式:
参照附图,一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器,主要由下潜壳、冲击重锤、储能弹簧、缓冲弹簧、擒纵机构、双向螺母机械换向单元、驱动单元构成,其特征在于:下潜壳为封闭壳体,头部为锥形,有利于贯入下潜;壳体与锥头通过弹性连接套柔性连接,潜入头又分为两部分由锥尖头21和锥头体22组成,锥尖头21可在锥头体22内一定范围内移动,用波形弹簧19复位;冲击重锤在驱动单元和储能弹簧30作用下,由擒纵控制提升高度储能与脱开实现撞击壳体;储能弹簧30为冲击重锤27储存能量;擒纵机构由弹簧钩26,楔形挡块28和特殊形状的螺母组成,以实现螺母与弹簧钩26嵌合与脱节;双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母12、右旋螺母9、滑套10、卡簧套11、限位键、滑动键和拉杆14组成;驱动单元主要由行星减速机5、联轴器螺杆组成,为潜入器提供动力;而该潜入器所需的电能以及信号通过潜入器尾端的电缆来传递;
整个下潜壳主要由潜入头、弹性连接套24、毛毡圈20、密封圈、下部壳体25、滑道、中部壳体8、上部壳体2及上盖1组成;
冲击重锤由重锤用锤头18与弹簧钩26固定连接在一起,有两道对称分布的滑动槽,限定在壳体的滑道13内,只能延滑道13上下滑动;中心开有腰形长孔,限定拉杆14在孔内上下滑动,当螺杆旋转时螺母上下移动,带动拉杆14拉动冲击重锤提升实现储能;
储能弹簧在冲击重锤提升时被压缩而储能,为冲击重锤撞击锥头提供动能;
缓冲弹簧延缓驱动单元向上冲击时的撞击时间,大大减小机构向上的撞击力;
擒纵机构主要由楔形挡块28、弹簧钩26、特殊形状拉杆14组成,随着拉杆上下移动实现拉杆14与弹簧钩26的嵌合与脱开,从而完成重锤储能与撞击;
双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母12、右旋螺母9、滑套10、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆14组成,卡簧套向上可与机架6接触,向下可与重锤接触;电机右旋,左旋螺母12与右旋螺母9交替工作,从而实现机构向上向下移动,推动拉杆14与弹簧钩26脱开与嵌合;以实现重锤上移储能,弹簧钩26与拉杆14脱节实现重锤向下冲击与壳体撞击;右旋螺母9工作时换向组件和重锤组件向上移动,当卡簧套与机架6接触时,卡簧套被向下推动,卡簧套带动限位键和滑动键向下移动,到一定位置后限位键与右旋螺母9脱离,右旋螺母9停止工作,组件停止上升,电机继续旋转,左旋螺母12与右旋螺母9随双向螺杆31一起右转,当限位键与左旋螺母12侧面接触后左旋螺母12开始工作,机构组件向下移动;当下移到卡簧套与重锤接触时,同样过程完成左旋螺母12向右旋螺母9工作交替;卡簧套凸起头部分与拉杆14球形面接触,球形面两端分别是光滑环槽,卡簧凸起头在上升阶段与上面环槽接触,下降阶段与下面环槽接触,限制限位键只与左旋螺母12或者右旋螺母9中的一个侧面接触,控制一个时刻只有一个螺母工作;滑套为两个螺母提供一个封闭空间,两侧开有滑动槽,限位键与滑动键在槽内上下移动;
双向螺杆螺31旋升角足够大时螺旋机构不能自锁,当一个螺母工作时另一个螺母被动向上或向下随动;
驱动单元主要由行星减速机5、联轴器、双向螺杆31、推力轴承7、机架6组成,为整个潜入器提供动力来源,该单元只能限定一定位置内上下移动;与缓冲弹簧3共同作用下减缓向上的冲击力。
Claims (1)
1. 一种依靠双螺母自适应机构的潜入器,主要由下潜壳、冲击重锤、储能弹簧、缓冲弹簧、擒纵机构、双向螺母机械换向单元、驱动单元构成,其特征在于:下潜壳为封闭壳体,头部为锥形,有利于贯入下潜;壳体与锥头通过弹性连接套柔性连接,潜入头又分为两部分由锥尖头(21)和锥头体(22)组成,锥尖头(21)可在锥头体(22)内一定范围内移动,用波形弹簧(19)复位;冲击重锤在驱动单元和储能弹簧(30)作用下,由擒纵控制提升高度储能与脱开实现撞击壳体;储能弹簧(30)为冲击重锤(27)储存能量;擒纵机构由弹簧钩(26),楔形挡块(28)和特殊形状的螺母组成,以实现螺母与弹簧钩(26)嵌合与脱节;双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母(12)、右旋螺母(9)、滑套(10)、卡簧套(11)、限位键、滑动键和拉杆(14)组成;驱动单元主要由行星减速机(5、联轴器螺杆组成,为潜入器提供动力;而该潜入器所需的电能以及信号通过潜入器尾端的电缆来传递;
整个下潜壳主要由潜入头、弹性连接套(24)、毛毡圈(20)、密封圈、下部壳体(25)、滑道、中部壳体(8)、上部壳体(2)及上盖(1)组成;
冲击重锤由重锤用锤头(18)与弹簧钩(26)固定连接在一起,有两道对称分布的滑动槽,限定在壳体的滑道(13)内,只能延滑道(13)上下滑动;中心开有腰形长孔,限定拉杆(14)在孔内上下滑动,当螺杆旋转时螺母上下移动,带动拉杆(14)拉动冲击重锤提升实现储能;
储能弹簧在冲击重锤提升时被压缩而储能,为冲击重锤撞击锥头提供动能;
缓冲弹簧延缓驱动单元向上冲击时的撞击时间,大大减小机构向上的撞击力;
擒纵机构主要由楔形挡块(28)、弹簧钩(26)、特殊形状拉杆(14)组成,随着拉杆上下移动实现拉杆(14)与弹簧钩(26)的嵌合与脱开,从而完成重锤储能与撞击;
双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母(12)、右旋螺母(9)、滑套(10)、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆(14)组成,卡簧套向上可与机架(6)接触,向下可与重锤接触;电机右旋,左旋螺母(12)与右旋螺母(9)交替工作,从而实现机构向上向下移动,推动拉杆(14)与弹簧钩(26)脱开与嵌合;以实现重锤上移储能,弹簧钩(26)与拉杆(14)脱节实现重锤向下冲击与壳体撞击;右旋螺母(9)工作时换向组件和重锤组件向上移动,当卡簧套与机架(6)接触时,卡簧套被向下推动,卡簧套带动限位键和滑动键向下移动,到一定位置后限位键与右旋螺母(9)脱离,右旋螺母(9)停止工作,组件停止上升,电机继续旋转,左旋螺母(12)与右旋螺母(9)随双向螺杆(31)一起右转,当限位键与左旋螺母(12)侧面接触后左旋螺母(12)开始工作,机构组件向下移动;当下移到卡簧套与重锤接触时,同样过程完成左旋螺母(12)向右旋螺母(9)工作交替;卡簧套凸起头部分与拉杆(14)球形面接触,球形面两端分别是光滑环槽,卡簧凸起头在上升阶段与上面环槽接触,下降阶段与下面环槽接触,限制限位键只与左旋螺母(12)或者右旋螺母(9)中的一个侧面接触,控制一个时刻只有一个螺母工作;滑套为两个螺母提供一个封闭空间,两侧开有滑动槽,限位键与滑动键在槽内上下移动;
双向螺杆螺(31)旋升角足够大时螺旋机构不能自锁,当一个螺母工作时另一个螺母被动向上或向下随动;
驱动单元主要由行星减速机(5)、联轴器、双向螺杆(31)、推力轴承(7)、机架(6)组成,为整个潜入器提供动力来源,该单元只能限定一定位置内上下移动;与缓冲弹簧(3)共同作用下减缓向上的冲击力。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310387276.5A CN103419946B (zh) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | 一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310387276.5A CN103419946B (zh) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | 一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103419946A true CN103419946A (zh) | 2013-12-04 |
CN103419946B CN103419946B (zh) | 2015-09-02 |
Family
ID=49645430
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310387276.5A Expired - Fee Related CN103419946B (zh) | 2013-08-30 | 2013-08-30 | 一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103419946B (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104149993A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 仿生蠕动掘进式行星探测潜入器 |
CN105929140A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种用于月壤探测的高速撞击穿透器结构 |
CN106428654A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-02-22 | 上海卫星工程研究所 | 一种小型分体式可存活深空撞击器 |
CN106516178A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-03-22 | 上海卫星工程研究所 | 一种串联模块组合式通用撞击器构型 |
CN109187072A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺 |
CN109677642A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-04-26 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种利用弹簧推送锁紧的换向装置 |
CN117429632A (zh) * | 2023-11-14 | 2024-01-23 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种星体潜入器、重力加速度及星壤承载力的测试方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5445227A (en) * | 1994-03-31 | 1995-08-29 | Heppner; Alden | Release mechanism for a hydraulic post driver |
GB0110872D0 (en) * | 2001-05-03 | 2001-06-27 | Hamdeen Ltd | Impact drilling tool |
CN1167855C (zh) * | 2002-07-22 | 2004-09-22 | 周荣珍 | 打桩工程液压锤 |
CN2597548Y (zh) * | 2002-11-12 | 2004-01-07 | 王平 | 液压打桩锤 |
CN101748730B (zh) * | 2009-12-15 | 2011-06-15 | 高天宝 | 多作用密闭筒式液压打桩锤 |
-
2013
- 2013-08-30 CN CN201310387276.5A patent/CN103419946B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104149993A (zh) * | 2014-08-06 | 2014-11-19 | 哈尔滨工业大学 | 仿生蠕动掘进式行星探测潜入器 |
CN105929140A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-07 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种用于月壤探测的高速撞击穿透器结构 |
CN105929140B (zh) * | 2016-07-11 | 2018-11-02 | 中国科学院沈阳自动化研究所 | 一种用于月壤探测的高速撞击穿透器结构 |
CN106428654A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-02-22 | 上海卫星工程研究所 | 一种小型分体式可存活深空撞击器 |
CN106516178A (zh) * | 2016-11-17 | 2017-03-22 | 上海卫星工程研究所 | 一种串联模块组合式通用撞击器构型 |
CN109187072A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-11 | 哈尔滨工业大学 | 一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺 |
CN109187072B (zh) * | 2018-09-26 | 2020-04-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺 |
CN109677642A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-04-26 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种利用弹簧推送锁紧的换向装置 |
CN109677642B (zh) * | 2018-11-06 | 2022-04-08 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种利用弹簧推送锁紧的换向装置 |
CN117429632A (zh) * | 2023-11-14 | 2024-01-23 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种星体潜入器、重力加速度及星壤承载力的测试方法 |
CN117429632B (zh) * | 2023-11-14 | 2024-04-09 | 中国科学院西北生态环境资源研究院 | 一种星体潜入器、重力加速度及星壤承载力的测试方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103419946B (zh) | 2015-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103419946B (zh) | 一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器 | |
CN103419945A (zh) | 一种利用擒纵机构的冲击贯入式星壤潜入器 | |
CN106742061B (zh) | 一种小行星微重力表面巡视机构 | |
CN100582729C (zh) | 月球土壤采样器 | |
CN110847823B (zh) | 一种海底深部地层自主钻进机器人 | |
CN108818490B (zh) | 一种用于换灯泡的机械手 | |
CN110065055B (zh) | 实现表层块状样品抓取采样的小行星探测器 | |
CN104176280B (zh) | 叉形架非合作目标对接机构 | |
CN103921271B (zh) | 欠驱动灵巧多功能空间机器人手爪 | |
CN111058771A (zh) | 一种潜器搭载的海底多点位冲击钻进取岩芯微型钻机 | |
CN211230328U (zh) | 一种机械手夹持的海底取岩芯微型钻机 | |
CN111206925B (zh) | 定向钻探系统及定向钻探方法 | |
CN104155143B (zh) | 冲击贯入式采样器 | |
CN104802966A (zh) | 一种模块化水下机器人及其控制系统 | |
CN110726581B (zh) | 一种用于天然气水合物岩心样品保压转移的驱动装置 | |
CN105019825A (zh) | 一种包含三种驱动机构的钻机结构 | |
CN102069502A (zh) | 空间机器人手爪机构 | |
CN111366396A (zh) | 一种具有磨削及夹持功能的小天体一体化取样器 | |
CN101870350B (zh) | 一种曲柄式水下机器人弹射装置 | |
CN108214481B (zh) | 可实现多关节同时锁紧的七自由度主被动机械臂 | |
CN102866036A (zh) | 小行星取样器的自嵌入式锚固装置 | |
CN103410440B (zh) | 蠕动掘进式星壤潜入器 | |
CN204382275U (zh) | 一种机械手 | |
Quan et al. | Development of a rotary-percussive drilling mechanism (RPDM) | |
Shen et al. | Study on optimization of structure parameters to the penetrator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150902 |