CN109974957A - 调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用 - Google Patents
调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109974957A CN109974957A CN201910146981.3A CN201910146981A CN109974957A CN 109974957 A CN109974957 A CN 109974957A CN 201910146981 A CN201910146981 A CN 201910146981A CN 109974957 A CN109974957 A CN 109974957A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- eccentric
- disk shaft
- vertical plate
- eccentric disk
- sliding block
- 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
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 17
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 241001074085 Scophthalmus aquosus Species 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 210000000080 chela (arthropods) Anatomy 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M7/00—Vibration-testing of structures; Shock-testing of structures
- G01M7/08—Shock-testing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/04—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
- G01N1/08—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting involving an extracting tool, e.g. core bit
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
本发明涉及一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用，设有立板(1)、底板(2)、伺服电机(3)、梅花形弹性联轴器(4)、轴套(5)、输入主轴(6)、对顶螺母(7)、飞轮(8)、偏心盘轴(9)、连杆(10)、上滑块(11)、滑块一(12)、下滑块(13)、滑块二(14)、滑轨(15)、压力传感器(16)、钻夹头连接杆(17)、钻头(18)、台钳(19)、台钳升降移动楔形块(20)、支撑光轴(21)、摇把子(22)、铜螺母(23)、铜螺母垫块(24)、丝杠螺母机构(25)、罩子(26)；具有刀具互换性高，岩破强度大、岩破深度与岩破幅值可调、产生振动稳定、整体稳定性好、安全系数高、试验数据易获得等优点。
Description
技术领域：
本发明涉及月壤材料取样设备制造技术领域，具体的说是一种采用偏心盘轴凸轮效应产生稳定振动、且具有冲击大、实验数据易于采集、岩破深度与岩破幅值可调、实验环境安全等特点的调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用。
背景技术：
随着对外探索的不断深入，利用地外空间是必不可少的，而利用外地空间则必须要对外地空间进行探测。月球是距离地球最近的地外星体，所以月球也成为了对地外星体进行发展的首选。但对月球资源进行开采与利用之前，必须对月球地标材料进行大量研究。且由于月壤中包含了月球地质结构的形成信息和矿物含量分布信息，因此，岩破采样研究是探月工程中不可缺少的一项任务。
由于月球钻探环境特殊，不容反复实验，且登月一次所消耗的物资巨大，不允许钻探取样的失败，因此这一过程可以通过调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台在现实环境中进行模拟，确保过程的正确性和可靠性。由于月壤随深度变化其材料、硬度也会发生响应变化，现有月球材料岩破平台大多不易于调节岩破深度且对于过硬月球材料岩破过程需要高耗能，这些都限制了岩破平台在实际地外空间的工作性能。以往月球岩破实验平台通过直接接触式凸轮振动装置均存在磨损大、强度低、不易修复，且岩破深度与岩破幅值无法调节等缺陷。
发明内容：
本发明提出了一种通过伺服电机驱动，利用偏心盘轴实现钻头高频振动，从而可以模拟不同深度、硬度等月球材料的岩破试验，且具有刀具互换性高，岩破强度大、岩破深度与岩破幅值可调、产生振动稳定、整体稳定性好、安全系数高、试验数据易获得等优点的调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用
本发明可以通过以下措施达到：
一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台，其特征在于设有立板(1)、底板(2)、伺服电机(3)、梅花形弹性联轴器(4)、轴套(5)、输入主轴(6)、对顶螺母(7)、飞轮(8)、偏心盘轴(9)、连杆(10)、上滑块(11)、滑块一(12)、下滑块(13)、滑块二(14)、滑轨(15)、压力传感器(16)、钻夹头连接杆(17)、钻头(18)、台钳(19)、台钳升降移动楔形块(20)、支撑光轴(21)、摇把子(22)、铜螺母(23)、铜螺母垫块(24)、丝杠螺母机构(25)、罩子(26)；其中所述立板(1)设置在底板(2)上，立板(1)由前立板(1-1)、左右立板(1-2)、电机座板(1-3)围绕呈一空腔，其中左右立板(1-2)与前立板(1-1)通过沉头螺栓连接，电机座板(1-3)与左右立板(1-2)通过沉头螺栓连接；所述立板(1)中相对设置的前立板(1-1)与电机座板(1-3)上对应开设输入主轴(6)的固定孔以及用于固定伺服电机(3)的固定孔，伺服电机(3)设置在电机座板(1-3)的外侧，且通过梅花形弹性联轴器(4)与位于立板(1)的空腔内的输入主轴(6)连接，输入主轴(6)通过安装于前立板(1-1)与电机座板(1-3)的对顶螺母固定式轴承支撑；所述轴套(5)设置在前立板(1-1)外侧，轴套(5)通过螺栓与前立板(1-1)连接并与偏心盘轴(9)存在间隙；所述偏心盘轴(9)由偏心盘轴外盘(9-1)与偏心盘轴外偏心圆柱(9-2)构成，偏心盘轴(9)分别与通过螺栓连接的输入主轴(6)、通过过盈连接的飞轮(8)装配；所述偏心盘轴外偏心圆柱(9-2)通过卡圈止动式轴承与连杆(10)进行连接；所述连杆(10)下部通过卡圈止动式轴承与上滑块(11)进行连接；所述上滑块(11)通过滑块一(12)与通过螺栓连接在前立板(1-1)外侧的滑轨(15)进行连接；所述上滑块(11)与下滑块(13)之间安装压力传感器(16)进行连接与测试；所述下滑块(13)通过螺栓与安装于滑轨(15)的滑块二(14)相连接，下滑块(13)下部与钻夹头连接杆(17)及钻头(18)连接；所述台钳升降移动楔形块(20)与丝杠螺母机构(25)通过铜螺母(23)与铜螺母垫块(24)进行连接；所述丝杠螺母机构(25)通过螺栓与底板(2)下部连接；所述摇把子(22)通过螺母与丝杠进行连接；所述台钳(19)底部斜面与安装于底板凹槽处的台钳升降移动楔形块(20)相配合并通过四根支撑光轴进行定位。
本发明中所述底板(2)通过沉头螺栓与完成安装的立板(1)进行配合安装；所述钻头(18)两侧设有由有机玻璃观察窗构成的罩子(26)。
本发明中所述偏心盘轴(9)上由于偏心原因，开设了抵消其动不平衡的凸台，使得偏心盘轴的质心位于其回转中心处。
本发明中所述飞轮(8)开设有与偏心盘轴(9)外轮廓相同的圆形槽，其圆形槽的圆心相对于飞轮圆心的偏心距与偏心盘轴外圆柱(9-2)相对于偏心盘轴(9)的偏心距相同，飞轮(8)圆心与输入主轴(6)圆心重合，在偏心盘轴(9)与飞轮(8)外设有角度标线，当标线重合时即两个偏心矢量方向同向，使得振动幅值最大；当标线夹角为180度时，两个偏心矢量方向相反，偏心效果被抵消，此时振幅为0，即通过调节两个标线夹角可以达到0～2mm不同振幅；
本发明中所述上滑块(11)与下滑块(13)的尺寸相同，所述滑块一(12)与滑块二(14)尺寸与形状分别相同。
本发明中所述底板(2)上设有形状和尺寸与四根支撑光轴的形状尺寸分别配合的四组通孔。
本发明中钻头(18)具有互换性，可以根据不同的月球岩破试验要求进行更换。
本发明中所述伺服电机的转频可以人工调节，从而实现不同频率的岩破工作。
本发明还提出了一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台的使用方法，其特征在于：首先确定所需要的振动幅值大小，通过调节飞轮(8)内圆形槽和偏心盘轴(9)的角度标线，设定0～2mm不同的振动幅值，此处需要重新紧固偏心盘轴(9)与飞轮(8)装配之间的螺栓，通过摇把子(22)驱动台钳升降移动楔形块(20)以设置好钻头(18)与岩破材料的最初接触位置；安装完试验材料后，并确定罩子(26)已经安装可靠，将伺服电机(3)通电，使伺服电机(3)产生稳定转动，转动通过梅花形弹性联轴器(4)传递给输入主轴(6)，通过螺栓将输入主轴(6)、飞轮(8)和偏心盘轴(9)进行连接，并将伺服电机(3)产生的转动传递给偏心盘轴(9)，由于偏心盘轴外圆柱的偏心位置，产生非均匀回转运动；通过滚动轴承将偏心盘轴(9)的非均匀运动通过连杆(10)传递给上滑块(11)，并在滑轨(15)的限制下将上滑块(11)的运动限制为直线，由于连杆(10)与上下滑块的刚性，通过中间压力传感器(16)获取岩破时压力，通过高频振动完成钻头对试验材料的岩破；在工作过程中通过摇把子控制丝杠螺母移动，以完成不同的岩破深度要求。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明以偏心盘轴为基础，通过伺服电机高频转动可以产生稳定高频的振动(最高可达100Hz)，伺服电机与输入主轴使用了梅花形弹性联轴器，其可以有效吸收由于电机自激而产生的振动，从而提高了偏心盘轴所产生振动的准确性，该结构可以提供较大的冲击以便于适应于硬度更高的月球材料的岩破。并相对于其他方案在偏心盘轴外装了飞轮，其可以有效的通过吸收释放能量来减少干扰震动，并通过调整偏心盘轴在飞轮内圆形槽中的标线夹角可以实现0～2mm的不同振幅。在两个滑块中间设置压力传感器，可以及时获得材料表面所受冲击力大小，便于实验数据的收集与整理。且使用了高精度滑块与滑轨配合来实现钻头高频直线振动，有效的减少了由于振动方向偏移而产生的数据误差，使用可替换型钻头，可以完成不同钻头对月球材料的岩破操作对比。使用台钳并设计了台钳升降移动楔形块，可以通过摇把子驱使丝杠螺母运动使得台钳升降移动楔形块在底板轨道内移动，从而使得台钳高度上升或下降，可以适应不同月球材料岩破深度试验。且逐渐深入岩破可以有效的防止在岩破过程开始时由于电机启动力矩不稳定而产生卡死现象。为了防止在岩破过程中会出现材料飞溅等问题，该发明设计了带有有机玻璃观察窗的罩子，可以满足岩破试验方便观察的同时，并安全保护观察者不会受到飞溅材料的伤害，且丝杠螺母机构所具有的自锁性，保证了岩破过程中工件的可靠性，提高了安全性。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的动力及振动产生结构示意图。
图3是本发明的丝杠螺母机构示意图。
图4是本发明的上滑块、滑块一、下滑块、滑块二、导轨以及飞轮、偏心盘轴、钻夹头连接杆与钻头的空间分布位置示意图。
图5是本发明的偏心盘轴的结构示意图。
图6是本发明的偏心盘轴与飞轮不同标线角度配合装配示意图。
图7是本发明的两种极限振幅偏心轴盘、输入主轴、飞轮回转中心位置关系。
附图标记：立板(1)、前立板(1-1)、左右立板(1-2)、电机座板(1-3)、底板(2)、伺服电机(3)、梅花形弹性联轴器(4)、轴套(5)、输入主轴(6)、对顶螺母(7)、飞轮(8)、偏心盘轴(9)、偏心盘轴外盘(9-1)、偏心盘轴外偏心圆柱(9-2)、连杆(10)、上滑块(11)、滑块一(12)、下滑块(13)、滑块二(14)、滑轨(15)、压力传感器(16)、钻夹头连接杆(17)、钻头(18)、台钳(19)、台钳升降移动楔形块(20)、支撑光轴(21)、摇把子(22)、铜螺母(23)、铜螺母垫块(24)、丝杠螺母机构(25)、罩子(26)。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如附图所示，本发明所述调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台包括立板(1)、底板(2)、伺服电机(3)、梅花形弹性联轴器(4)、轴套(5)、输入主轴(6)、对顶螺母(7)、飞轮(8)、偏心盘轴(9)、连杆(10)、上滑块(11)、滑块一(12)、下滑块(13)、滑块二(14)、滑轨(15)、压力传感器(16)、钻夹头连接杆(17)、钻头(18)、台钳(19)、台钳升降移动楔形块(20)、支撑光轴(21)、摇把子(22)、铜螺母(23)、铜螺母垫块(24)、丝杠螺母机构(25)、罩子(26)；所述立板由前立板(1-1)、与前立板通过沉头螺栓连接的左右立板(1-2)、与左右立板通过沉头螺栓连接的电机座板(1-3)装配而成；所述伺服电机(3)通过梅花形弹性联轴器(4)与输入主轴(6)连接，输入主轴(6)通过安装于前立板(1-1)与电机座板(1-3)的对顶螺母(7)固定式轴承支撑；所述轴套(5)通过螺栓与前立板(1-1)连接，并于偏心盘轴(9)有一定间隙；所述偏心盘轴外盘(9-1)通过螺栓与输入主轴(6)、飞轮(8)进行装配；所述偏心盘轴外偏心圆柱(9-2)通过卡圈止动式轴承与连杆(10)进行连接；所述连杆(10)下部通过卡圈止动式轴承与上滑块(11)进行连接；所述上滑块(11)通过滑块1(12)与通过螺栓连接在前立板(1-1)的滑轨(15)进行连接；所述上滑块(11)与下滑块(13)之间安装压力传感器(16)进行连接与测试；所述下滑块(13)通过螺栓与安装于滑轨(15)的滑块2(14)相连接，其下部与钻夹头连接杆(17)及钻头(18)连接；所述底板(2)通过沉头螺栓与完成安装的立板(1)进行配合安装；所述台钳升降移动楔形块(20)与丝杠螺母机构(25)通过铜螺母(23)与铜螺母垫块(24)进行连接，且丝杠螺母机构(25)通过螺栓与底板下次连接；所述丝杠螺母机构(25)通过螺栓与底板下部连接；所述摇把子(22)通过螺母与丝杠进行连接；所述台钳(19)底部斜面与安装于底板(2)凹槽处的台钳升降移动楔形块(20)相配合并通过四根支撑光轴(21)进行定位；所述罩子(26)设有机玻璃观察窗，且通过与摇把子(22)匹配的缺口与底板(2)进行装配；
本实施方案中的罩子(26)与底板(2)的作用是支撑与保护内部零件；伺服电机(3)的作用是提供稳定的动力源，并通过梅花形弹性联轴器(4)稳定传递给输入主轴(6)；对顶螺母的作用是固定用于支撑主轴的轴承；输入主轴(6)的作用是将伺服电机(3)输出的动力源稳定的传递给偏心盘轴(9)；偏心盘轴(9)的作用是通过凸轮原理通过与连杆(10)配合产生稳定的振动；飞轮(8)的作用是稳定偏心盘轴(9)的能量，可以使其振动频率保持稳定，提高其稳定性并通过内圆形槽与偏心盘轴(9)的角度配合实现不同的振幅；连杆(10)的作用是可以将偏心盘轴(9)产生的振动传递给上滑块(11)，滑轨(15)与滑块一及滑块二的作用是将通过连杆传递过来的振动限制在直线范围内，起到运动方向限制功能；压力传感器(16)的作用是可以及时测试岩破所产生的力大小，并将上滑块的振动高效的传递给下滑块；钻夹头连接杆(17)的作用是可靠地固定不同的刀具，完成不同刀具岩破试验；台钳(19)的作用是可以将月球材料岩破试样可靠的夹紧；丝杠螺母机构的作用是通过带动台钳升降移动楔形块(20)的水平移动从而控制台钳的高度，逐渐深入岩破可以有效的防止在岩破过程开始时由于电机启动力矩不稳定而产生卡死现象，且由于丝杠螺母的自锁性能，可以保证在高频岩破时岩破材料的可靠性；摇把子(22)的作用是可以方便控制丝杠螺母机构的进给，控制台钳(19)高度，工作稳定后通过摇把子(22)可以完成不同岩破深度要求；支撑光轴的作用是固定台钳在底板位置，且可以使其在台钳升降移动楔形块的作用下进行上下运动；罩子的作用是在岩破过程中可以有效的保护观察者不会受到材料飞溅等因素的伤害，并设计有机观察窗，便于观察者观察实验。
其工作过程如下：首先确定所需要的振动幅值大小，通过调节飞轮内圆形槽和偏心盘轴的角度标线，可以设定0～2mm不同的振动幅值，此处需要重新紧固偏心盘轴与飞轮装配之间的螺栓，通过摇把子驱动台钳升降移动楔形块以设置好钻头与岩破材料的最初接触位置。安装完试验材料后，并确定罩子已经安装可靠。将伺服电机通电，位伺服电机产生稳定转动，转动通过梅花形弹性联轴器传递给输入主轴，通过螺栓将主轴、飞轮和偏心盘轴进行连接，并将伺服电机产生的转动传递给偏心盘轴，由于偏心盘轴外圆柱的偏心位置，可以产生非均匀回转运动。通过滚动轴承将偏心盘轴的非均匀运动通过连杆传递给上滑块，并在滑轨的限制下将上滑块的运动限制为直线，由于连杆与上下滑块的刚性，通过中间压力传感器可以获取岩破时压力，通过高频振动可以完成钻头对试验材料的岩破。在工作过程中通过摇把子控制丝杠螺母移动，以完成不同的岩破深度要求。
本发明与现有技术相比的有益效果是：本发明以偏心盘轴为基础，通过伺服电机高频转动可以产生稳定高频的振动(最高可达100Hz)，伺服电机与输入主轴使用了梅花形弹性联轴器，其可以有效吸收由于电机自激而产生的振动，从而提高了偏心盘轴所产生振动的准确性，该结构可以提供较大的冲击以便于适应于硬度更高的月球材料的岩破。并相对于其他方案在偏心盘轴外装了飞轮，其可以有效的通过吸收释放能量来减少干扰震动，并通过调整偏心盘轴在飞轮内圆形槽中的标线夹角可以实现0～2mm的不同振幅。在两个滑块中间设置压力传感器，可以及时获得材料表面所受冲击力大小，便于实验数据的收集与整理。且使用了高精度滑块与滑轨配合来实现钻头高频直线振动，有效的减少了由于振动方向偏移而产生的数据误差，使用可替换型钻头，可以完成不同钻头对月球材料的岩破操作对比。使用台钳并设计了台钳升降移动楔形块，可以通过摇把子驱使丝杠螺母运动使得台钳升降移动楔形块在底板轨道内移动，从而使得台钳高度上升或下降，可以适应不同月球材料岩破深度试验，且逐渐深入岩破可以有效的防止在岩破过程开始时由于电机启动力矩不稳定而产生卡死现象。为了防止在岩破过程中会出现材料飞溅等问题，该发明设计了带有有机玻璃观察窗的罩子，可以满足岩破试验方便观察的同时，并安全保护观察者不会受到飞溅材料的伤害，且丝杠螺母机构所具有的自锁性，保证了岩破过程中工件的可靠性，提高了安全性。
Claims (7)
1.一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台，其特征在于设有立板(1)、底板(2)、伺服电机(3)、梅花形弹性联轴器(4)、轴套(5)、输入主轴(6)、对顶螺母(7)、飞轮(8)、偏心盘轴(9)、连杆(10)、上滑块(11)、滑块一(12)、下滑块(13)、滑块二(14)、滑轨(15)、压力传感器(16)、钻夹头连接杆(17)、钻头(18)、台钳(19)、台钳升降移动楔形块(20)、支撑光轴(21)、摇把子(22)、铜螺母(23)、铜螺母垫块(24)、丝杠螺母机构(25)、罩子(26)；其中所述立板(1)设置在底板(2)上，立板(1)由前立板(1-1)、左右立板(1-2)、电机座板(1-3)围绕呈一空腔，其中左右立板(1-2)与前立板(1-1)通过沉头螺栓连接，电机座板(1-3)与左右立板(1-2)通过沉头螺栓连接；所述立板(1)中相对设置的前立板(1-1)与电机座板(1-3)上对应开设输入主轴(6)的固定孔以及用于固定伺服电机(3)的固定孔，伺服电机(3)设置在电机座板(1-3)的外侧，且通过梅花形弹性联轴器(4)与位于立板(1)的空腔内的输入主轴(6)连接，输入主轴(6)通过安装于前立板(1-1)与电机座板(1-3)的对顶螺母固定式轴承支撑；所述轴套(5)设置在前立板(1-1)外侧，轴套(5)通过螺栓与前立板(1-1)连接并与偏心盘轴(9)存在间隙；所述偏心盘轴(9)由偏心盘轴外盘(9-1)与偏心盘轴外偏心圆柱(9-2)构成，偏心盘轴(9)分别与通过螺栓连接的输入主轴(6)、通过过盈连接的飞轮(8)装配；所述偏心盘轴外偏心圆柱(9-2)通过卡圈止动式轴承与连杆(10)进行连接；所述连杆(10)下部通过卡圈止动式轴承与上滑块(11)进行连接；所述上滑块(11)通过滑块一(12)与通过螺栓连接在前立板(1-1)外侧的滑轨(15)进行连接；所述上滑块(11)与下滑块(13)之间安装压力传感器(16)进行连接与测试；所述下滑块(13)通过螺栓与安装于滑轨(15)的滑块二(14)相连接，下滑块(13)下部与钻夹头连接杆(17)及钻头(18)连接；所述台钳升降移动楔形块(20)与丝杠螺母机构(25)通过铜螺母(23)与铜螺母垫块(24)进行连接；所述丝杠螺母机构(25)通过螺栓与底板(2)下部连接；所述摇把子(22)通过螺母与丝杠进行连接；所述台钳(19)底部斜面与安装于底板凹槽处的台钳升降移动楔形块(20)相配合并通过四根支撑光轴进行定位。
2.根据权利要求1所述的一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台，其特征在于所述底板(2)通过沉头螺栓与完成安装的立板(1)进行配合安装；所述钻头(18)两侧设有由有机玻璃观察窗构成的罩子(26)。
3.根据权利要求1所述的一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台，其特征在于所述偏心盘轴(9)上由于偏心原因，开设了抵消其动不平衡的凸台，使得偏心盘轴的质心位于其回转中心处。
4.根据权利要求1所述的一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台，其特征在于所述飞轮(8)开设有与偏心盘轴(9)外轮廓相同的圆形槽，其圆形槽的圆心相对于飞轮圆心的偏心距与偏心盘轴外圆柱(9-2)相对于偏心盘轴(9)的偏心距相同，飞轮(8)圆心与输入主轴(6)圆心重合，在偏心盘轴(9)与飞轮(8)外设有角度标线，当标线重合时即两个偏心矢量方向同向，使得振动幅值最大；当标线夹角为180度时，两个偏心矢量方向相反，偏心效果被抵消，此时振幅为0，即通过调节两个标线夹角可以达到0～2mm不同振幅。
5.根据权利要求1所述的一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台，其特征在于所述上滑块(11)与下滑块(13)的尺寸相同，所述滑块一(12)与滑块二(14)尺寸与形状分别相同。
6.根据权利要求1所述的一种调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台，其特征在于所述底板(2)上设有形状和尺寸与四根支撑光轴的形状尺寸分别配合的四组通孔。
7.一种如权利要求1-6中任意一项所述的调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台的使用方法，其特征在于：首先确定所需要的振动幅值大小，通过调节飞轮(8)内圆形槽和偏心盘轴(9)的角度标线，设定0～2mm不同的振动幅值，此处需要重新紧固偏心盘轴(9)与飞轮(8)装配之间的螺栓，通过摇把子(22)驱动台钳升降移动楔形块(20)以设置好钻头(18)与岩破材料的最初接触位置；安装完试验材料后，并确定罩子(26)已经安装可靠，将伺服电机(3)通电，使伺服电机(3)产生稳定转动，转动通过梅花形弹性联轴器(4)传递给输入主轴(6)，通过螺栓将输入主轴(6)、飞轮(8)和偏心盘轴(9)进行连接，并将伺服电机(3)产生的转动传递给偏心盘轴(9)，由于偏心盘轴外圆柱的偏心位置，产生非均匀回转运动；通过滚动轴承将偏心盘轴(9)的非均匀运动通过连杆(10)传递给上滑块(11)，并在滑轨(15)的限制下将上滑块(11)的运动限制为直线，由于连杆(10)与上下滑块的刚性，通过中间压力传感器(16)获取岩破时压力，通过高频振动完成钻头对试验材料的岩破；在工作过程中通过摇把子控制丝杠螺母移动，以完成不同的岩破深度要求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910146981.3A CN109974957B (zh) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | 调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910146981.3A CN109974957B (zh) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | 调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109974957A true CN109974957A (zh) | 2019-07-05 |
| CN109974957B CN109974957B (zh) | 2020-11-06 |
Family
ID=67077478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910146981.3A Expired - Fee Related CN109974957B (zh) | 2019-02-27 | 2019-02-27 | 调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109974957B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110887750A (zh) * | 2019-07-24 | 2020-03-17 | 南京航空航天大学 | 一种用于叶片弯曲高周疲劳试验的悬臂式试验装置及运行方法 |
| CN112098630A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种月壤性能综合试验台及试验方法 |
| CN112098628A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种月壤性能综合试验多功能土槽 |
| CN115539028A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-12-30 | 深圳大学 | 月壤高低频复合冲击式取芯方案和装置 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2212821Y (zh) * | 1994-07-14 | 1995-11-15 | 华星乐器制造股份有限公司 | 鼓踏板之调整结构 |
| JP4742613B2 (ja) * | 2005-02-24 | 2011-08-10 | マックス株式会社 | ドリル工具 |
| CN202021150U (zh) * | 2011-03-11 | 2011-11-02 | 嘉兴山通矿山设备有限公司 | 用于振动筛的飞轮偏重装置 |
| CN204816783U (zh) * | 2015-07-07 | 2015-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 岩石碎样机及具有其的岩石碎样组件 |
| CN105464588A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-06 | 吉林大学 | 一种超声波振动碎岩实验装置及实验方法 |
| CN205557627U (zh) * | 2016-01-20 | 2016-09-07 | 嘉善鑫强钢业有限公司 | 一种新型破碎锤以及带有该新型破碎锤的震碎机 |
| CN107842308A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-03-27 | 无锡市安曼工程机械有限公司 | 振动式动力头装置 |
| CN207830495U (zh) * | 2018-02-09 | 2018-09-07 | 潘雯杰 | 一种新型无级变速装置 |
| CN109209239A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 吉林大学 | 一种高频旋振式碎岩钻具 |
-
2019
- 2019-02-27 CN CN201910146981.3A patent/CN109974957B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2212821Y (zh) * | 1994-07-14 | 1995-11-15 | 华星乐器制造股份有限公司 | 鼓踏板之调整结构 |
| JP4742613B2 (ja) * | 2005-02-24 | 2011-08-10 | マックス株式会社 | ドリル工具 |
| CN202021150U (zh) * | 2011-03-11 | 2011-11-02 | 嘉兴山通矿山设备有限公司 | 用于振动筛的飞轮偏重装置 |
| CN204816783U (zh) * | 2015-07-07 | 2015-12-02 | 中国石油天然气股份有限公司 | 岩石碎样机及具有其的岩石碎样组件 |
| CN105464588A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-04-06 | 吉林大学 | 一种超声波振动碎岩实验装置及实验方法 |
| CN205557627U (zh) * | 2016-01-20 | 2016-09-07 | 嘉善鑫强钢业有限公司 | 一种新型破碎锤以及带有该新型破碎锤的震碎机 |
| CN107842308A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-03-27 | 无锡市安曼工程机械有限公司 | 振动式动力头装置 |
| CN207830495U (zh) * | 2018-02-09 | 2018-09-07 | 潘雯杰 | 一种新型无级变速装置 |
| CN109209239A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-01-15 | 吉林大学 | 一种高频旋振式碎岩钻具 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110887750A (zh) * | 2019-07-24 | 2020-03-17 | 南京航空航天大学 | 一种用于叶片弯曲高周疲劳试验的悬臂式试验装置及运行方法 |
| CN112098630A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种月壤性能综合试验台及试验方法 |
| CN112098628A (zh) * | 2020-09-16 | 2020-12-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种月壤性能综合试验多功能土槽 |
| CN115539028A (zh) * | 2022-10-31 | 2022-12-30 | 深圳大学 | 月壤高低频复合冲击式取芯方案和装置 |
| CN115539028B (zh) * | 2022-10-31 | 2024-05-14 | 深圳大学 | 月壤高低频复合冲击式取芯方案和装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109974957B (zh) | 2020-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109974957A (zh) | 调幅频偏心振动式月壤材料冲击岩破试验平台及其应用 | |
| CN104280227B (zh) | 全断面岩石掘进机刀盘缩尺试验台及设计方法 | |
| CN105004499B (zh) | 一种测试井下钻柱粘滑振动力学特性的试验台 | |
| CN214150159U (zh) | 一种工业ct机配套的落锤冲击气囊式爆破振动试验系统 | |
| CN102350656B (zh) | 回转式机床的自水平激光检测机构 | |
| CN109765022A (zh) | 一种直升机主减速器隔振系统试验装置 | |
| CN107505136A (zh) | 井下轴承振动实验装置 | |
| CN104635257A (zh) | 一种浅层地震勘探震源仪 | |
| CN114837551B (zh) | 一种岩土工程勘察用钻探装置及钻探工艺 | |
| CN209485639U (zh) | 一种直升机主减速器隔振系统试验装置 | |
| CN110426300A (zh) | 一种弹簧疲劳试验装置及方法 | |
| CN103792060B (zh) | 双向振动抗震试验台 | |
| CN102288988A (zh) | 轻便小型可控震源组合装置 | |
| CN108942969A (zh) | 一种地质探测用防碰撞的机器人 | |
| CN108527017B (zh) | 一种用于磨削单晶金刚石微刀刃的微型设备及方法 | |
| CN104148809A (zh) | 一种激光冲击强化薄壁零件边缘的装置及方法 | |
| CN207181040U (zh) | 井下轴承振动实验装置 | |
| CN109540723A (zh) | 一种单刃直线切削负载特性测试平台 | |
| CN211401745U (zh) | 一种用于地质勘察的岩石取样装置 | |
| CN203992823U (zh) | 一种激光冲击强化薄壁零件边缘的装置 | |
| CN114200513A (zh) | 一种用于隧道长距离三维超前地质预报装置 | |
| CN219887992U (zh) | 一种岩土工程勘察用工作平台 | |
| CN213116155U (zh) | 一种勘察设计用便于安装的钻探装置 | |
| CN111896999A (zh) | 震动器及振动信号控制方法 | |
| CN208946180U (zh) | 一种地质探测用防碰撞的机器人 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20201106 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |