CN104181006A - 超声波辅助岩石切削取心测试平台 - Google Patents

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全齐全
王印超
李鹏
杨学宁
姜生元
唐德威
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Abstract

本发明提供超声波辅助岩石切削取心测试平台，平台底板上的龙门架形状的钢结构顶部一侧固定连接进尺驱动装置，支架两侧导轨上连接有回转驱动电机和超声波驱动装置，回转驱动电机与取芯装置连接，平台底板上有岩心夹具。与传统钻取采样器相比具有低功耗、低支撑力和重量轻等优点，回转超声波钻取采样器可以在较低的功耗小，在低支撑力下，利用超声波的冲击和电机的回转的耦合完成高效的岩石采样任务。超声波辅助岩石切削取心测试平台为回转超声波钻取采样器提供测试平台，该平台可以实时采集超声波钻探器钻取采样过程中的钻压力、扭矩和进尺速率等，为超声波钻探器的优化设计提供技术支持。

Description

超声波辅助岩石切削取心测试平台
技术领域：
本发明涉及行星采样装置测试技术领域，具体涉及一种超声波辅助岩石切削取心测试平台。
背景技术：
钻取采样是当前行星探测采样的一种重要手段。然而，现在的行星钻取采样方式都是以电机的回转和冲击来实现岩石的采样，这种传统取心方式功耗大，采样设备质量重，并且需要对取芯钻具提供较大的支撑力。与传统取芯装置相比，回转超声波钻取采样器具有系统质量轻、功耗低、支撑力小等优点，可以在低重力环境下，以较小的功耗完成样品的钻取采样任务。超声波辅助岩石切削取心测试平台就是为回转超声波钻探器的形成测试提供基础，可以实时监测回转超超声波钻探器工作过程中功耗、钻压力等参数的变化，为钻探器的优化设计提供支撑。
发明内容： 
本发明的目的在于提供一种结构简单、功能全面的超声波辅助岩石切削取心测试平台。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：超声波辅助岩石切削取心测试平台，包括平台底板，平台底板上固定连接支架，支架为龙门架形状的钢结构，支架的龙门架顶部一侧固定连接进尺驱动装置，支架的龙门架两侧面支腿上设有两个平行的导轨，两个平行的导轨分别配合连接移动导轨上的燕尾形导轨槽，移动导轨的横梁上固定连接有回转驱动电机和超声波驱动装置，回转驱动电机的输出轴通过齿轮传动与取芯装置上的齿轮连接，取芯装置上方同轴连接超声波驱动装置，取芯装置的下方位置，平台底板的上平面上固定有岩心夹具，移动导轨的横梁上下分别固定连接进尺链条的两个终端，进尺链条通过链传动与进尺驱动装置上的链轮连接，进尺链条与固定在平台底板上的链轮通过链传动连接；
移动导轨的横梁上固定连接一条绳索，绳索的另一端通过滑轮绕过支架的龙门横梁后与若干配重块连接，移动导轨的横梁上，靠近燕尾形导轨槽一侧设有进尺检测装置，支架的龙门支腿上的导轨上下均设有限位开关。
本发明具有如下有益效果：超声波辅助岩石切削取心测试平台为回转超声波钻取采样器提供测试平台，回转超声波钻取采样器与传统钻取采样器相比具有低功耗、低支撑力和重量轻等优点。在行星采样中发射运载探测器的质量和能量是有限的，这就需要探测器的小型化和低功耗化，回转超声波钻取采样器可以满足这种要求。回转超声波钻取采样器可以在较低的功耗小，在低支撑力下，利用超声波的冲击和电机的回转的耦合完成高效的岩石采样任务。超声波辅助岩石切削取心测试平台为回转超声波钻取采样器提供测试平台，该平台可以实时采集超声波钻探器钻取采样过程中的钻压力、扭矩和进尺速率等，为超声波钻探器的优化设计提供技术支持。
附图说明：
图1本发明实施例的轴测图。
图中1-平台底部，2-限位开关，3-支架，4-移动导轨，5-进尺驱动装置，6-进尺链条，7-绳索，8-超声波驱动装置，9-回转驱动电机，10-进尺检测装置，11-取芯装置，12-岩心夹具。  
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步说明：
由图1所示的超声波辅助岩石切削取心测试平台，超声波辅助岩石切削取心测试平台，包括平台底板1，平台底板1上固定连接支架3，支架3为龙门架形状的钢结构，支架3的龙门架顶部一侧固定连接进尺驱动装置5，支架3的龙门架两侧面支腿上设有两个平行的导轨，两个平行的导轨分别配合连接移动导轨4上的燕尾形导轨槽，移动导轨4的横梁上固定连接有回转驱动电机9和超声波驱动装置8，回转驱动电机9的输出轴通过齿轮传动与取芯装置11上的齿轮连接，取芯装置11上方同轴连接超声波驱动装置8，取芯装置11的下方位置，平台底板1的上平面上固定有岩心夹具12，移动导轨4的横梁上下分别固定连接进尺链条6的两个终端，进尺链条6通过链传动与进尺驱动装置5上的链轮连接，进尺链条6与固定在平台底板1上的链轮通过链传动连接；
移动导轨4的横梁上固定连接一条绳索7，绳索7的另一端通过滑轮绕过支架3的龙门横梁后与若干配重块连接，移动导轨4的横梁上，靠近燕尾形导轨槽一侧设有进尺检测装置10，支架3的龙门支腿上的导轨上下均设有限位开关2。
平台底板1支撑整个测试平台，支架3为平台上个装置提供位置支撑。进尺驱动装置5通过进尺链条6利用滑轨实现超声辅助取心机构的进尺运动，滑轨的两端还配有限位开关2。进尺机构可实现恒速进尺和恒力进尺两种模式。
超声驱动装置8为取心装置提供超声振动，回转驱动电机9通过齿轮传动驱动取心装置11进行回转，两装置产生超声振动和回转运动的耦合作用，实现取心装置的取心功能。
取心装置11对象为试验岩块，试验岩块底部装有传感器可时时采集取心过程中整个装置的进尺力、切削力等。
配重装置抵消整个装置重量，方便进尺机构调节。

Claims (1)

1.一种超声波辅助岩石切削取心测试平台，包括平台底板1，其特征在于：平台底板(1)上固定连接支架(3)，支架(3)为龙门架形状的钢结构，支架(3)的龙门架顶部一侧固定连接进尺驱动装置(5)，支架(3)的龙门架两侧面支腿上设有两个平行的导轨，两个平行的导轨分别配合连接移动导轨(4)上的燕尾形导轨槽，移动导轨(4)的横梁上固定连接有回转驱动电机(9)和超声波驱动装置(8)，回转驱动电机(9)的输出轴通过齿轮传动与取芯装置(11)上的齿轮连接，取芯装置(11)上方同轴连接超声波驱动装置(8)，取芯装置(11)的下方位置，平台底板(1)的上平面上固定有岩心夹具(12)，移动导轨(4)的横梁上下分别固定连接进尺链条(6)的两个终端，进尺链条(6)通过链传动与进尺驱动装置(5)上的链轮连接，进尺链条(6)与固定在平台底板(1)上的链轮通过链传动连接；
移动导轨(4)的横梁上固定连接一条绳索(7)，绳索(7)的另一端通过滑轮绕过支架(3)的龙门横梁后与若干配重块连接，移动导轨(4)的横梁上，靠近燕尾形导轨槽一侧设有进尺检测装置(10)，支架(3)的龙门支腿上的导轨上下均设有限位开关(2)。
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