CN113882858A - 一种能量增强棒推送装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种能量增强棒推送装置，包括同轴安装的换向器、推杆、螺旋推送器、储能舱、以及搂弹器；储能舱的后端连接于换向器；储能舱的内壁开设有半圆槽；螺旋推送器安装于储能舱中，螺旋推送器后端连接于换向器的离合机构；螺旋推送器包括活动套筒、以及均匀绕设在活动套筒外壁上的螺旋推送片；活动套筒前端的能量增强棒转运窗口处安装有搂弹器，推杆包括推弹杆、以及设置于推弹杆后端的丝杠，推弹杆位于螺旋推送器中心的孔中，丝杠穿过离合机构后旋入换向器的螺纹套筒内，螺纹套筒的前端连接于离合机构，螺纹套筒的后端连接于换向器的电机。本申请解决了现有技术的推送器存在易被工作环境中的异物卡死的问题。

Description

一种能量增强棒推送装置

技术领域

本申请属于冲击波技术领域，具体涉及一种能量增强棒推送装置。

背景技术

煤炭是世界上储量最多、分布最广的常规能源。煤层气是一种高热、洁净、方便的新型能源，其具有其它能源无法比拟的无污染、无油污等多种优点。煤层气是以吸附状态存在于煤层中，为了实现煤层气的工业开采和加快矿井中煤层气的抽排速度，经常采用冲击波发生器对煤层进行改造。

现有的冲击波发生器，如专利《聚能棒推送器以及冲击波发生器》公开号为“CN110219632A”中涉及的冲击波发生器，能够利用推送机构将聚能棒推送至聚能棒推送器的前端，再利用摆渡机构将聚能棒摆渡到聚能棒推送器的中心孔中，然后再通过推杆将聚能棒推送器中心孔中的聚能棒推入能量转换器中驱动产生可控冲击波。然而，现有冲击波发生器只能引爆12mm外径的聚能棒，对储层起预裂作用时，目前已经采用直径为20mm的能量增强棒。现有的推送器已不适用于推送直径为20mm能量增强棒；其次，该推送器采用步进电机作为动力，首先通过丝杠将电机的旋转运动改为直线运动，又通过换向机构将直线运动改为旋转运动，虽然起到了只用一台电机实现了分步进行的直线和旋转运动，但是，多次换向使得电机的力矩传递损失较大，特别是工作在潜污环境中的推送器中有异物时，则直接卡死推送器，使其无法工作。再次，摆渡机构结构复杂，又处于设备最前端，旋转动力则来自后端的换向机构，不利于扭矩传输；特别是摆渡机构距能量转换器很近，聚能棒所产生的冲击波直接作用到摆渡机构上，致使摆渡机构的精密部件经常受损。因此现有的推送器不能满足冲击波发生器的使用需求。

发明内容

本申请实施例通过提供一种能量增强棒推送装置，解决了现有技术的推送器存在易被工作环境中的异物卡死的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种能量增强棒推送装置，包括同轴安装的换向器、推杆、螺旋推送器、储能舱、以及搂弹器；

所述储能舱的前端连接于能量转换器，所述储能舱的后端连接于所述换向器；所述储能舱的内壁开设有半圆槽；

所述螺旋推送器安装于所述储能舱中心的孔中，所述螺旋推送器的前端插入所述能量转换器内，所述螺旋推送器后端连接于所述换向器的离合机构；

所述螺旋推送器包括活动套筒、以及均匀绕设在所述活动套筒外壁上的螺旋推送片；能量增强棒位于所述半圆槽、所述活动套筒、所述螺旋推送片形成的能量增强棒输送空间内；

所述活动套筒前端的能量增强棒转运窗口处安装有所述搂弹器，所述搂弹器将所述半圆槽内的能量增强棒搂转至所述螺旋推送器中心的孔中；

所述推杆包括推弹杆、以及设置于所述推弹杆后端的丝杠，所述推弹杆位于所述螺旋推送器中心的孔中，所述丝杠穿过所述离合机构后旋入所述换向器的螺纹套筒内，所述螺纹套筒的前端连接于所述离合机构，所述螺纹套筒的后端连接于所述换向器的电机；所述丝杠的侧壁设置有导向槽，所述导向槽与所述离合机构的导向块滑动连接，所述丝杠向前移动时所述离合机构的传动部分离。

在一种可能的实现方式中，所述储能舱包括第二壳体，所述第二壳体为内部中空的圆筒状结构，所述第二壳体具有内孔，所述第二壳体的内壁周向上开设有所述半圆槽，所述半圆槽与所述内孔连通；所述半圆槽的延伸方向与所述第二壳体的轴线平行；所述半圆槽的槽深h＝1/3d，其中，d为所述半圆槽形成的虚拟圆柱的直径；

所述第二壳体的筒壁的前端设置有能量增强棒搂转部；所述能量增强棒搂转部包括开设在所述第二壳体内壁上且与所述第二壳体轴线垂直的环形凹槽，所述环形凹槽穿过所述半圆槽。

在一种可能的实现方式中，所述螺旋推送片垂直于所述活动套筒的外壁；所述螺旋推送片的高度为所述能量增强棒直径的三分之一；

所述螺旋推送片的两侧均设置有用于支撑所述能量增强棒的螺旋形导轨；所述螺旋推送片的两侧与所述活动套筒外壁之间设置有倒圆角；

所述活动套筒的中心设置有供所述推杆通过的推杆通过孔；所述能量增强棒转运窗口将所述活动套筒的外部与所述推杆通过孔连通。

在一种可能的实现方式中，所述能量增强棒转运窗口包括相连通的过渡窗口和平切窗口；

所述平切窗口为设定平面对所述活动套筒和所述螺旋推送片切割后形成的窗口，所述设定平面通过所述活动套筒的轴线，所述设定平面的切割长度大于所述能量增强棒的长度；所述设定平面对所述活动套筒切割后在所述活动套筒的侧壁形成第一切割面和第二切割面，所述第二切割面的前段相对所述第一切割面位于所述螺旋推送片的推送方向的前侧；

所述过渡窗口为设定弧面对所述活动套筒侧壁靠近所述第二切割面的前段切割后形成的窗口，所述设定弧面对所述活动套筒切割后在所述活动套筒的侧壁形成第三切割面；所述第三切割面与所述活动套筒的外壁圆滑过渡；

所述活动套筒在所述第一切割面处设置有螺纹孔，所述螺纹孔的轴线垂直于所述第一切割面。

在一种可能的实现方式中，所述推弹杆和所述丝杠通过联轴器连接；

所述联轴器包括联轴套筒、滑移套筒、滑移弹簧、以及滑移柱；

所述联轴套筒的中心从前至后依次设置有固定孔和滑移孔，所述滑移孔的孔径大于所述固定孔的孔径；

所述推弹杆的后端固定于所述固定孔内，所述丝杠的前端穿过所述滑移孔后固定于所述固定孔内；

所述滑移弹簧和所述滑移套筒套装于所述丝杠上，所述滑移弹簧的前端与所述滑移孔的底面抵接，所述滑移弹簧的后端与所述滑移套筒的前端抵接；

所述滑移柱安装于所述滑移套筒的侧壁上，所述滑移柱的端部卡接于所述联轴套筒的侧壁的长条孔内，所述滑移套筒能够在所述联轴套筒内滑动。

在一种可能的实现方式中，所述搂弹器为弧形结构；

所述搂弹器的一侧为尖角结构，所述尖角结构的外弧面与所述环形凹槽的底壁抵接，所述搂弹器的另一侧安装于所述活动套筒上，所述推杆通过孔的孔壁和所述搂弹器的内弧面形成能量增强棒搂转面；

所述尖角结构、所述能量增强棒转运窗口、以及螺旋推送片围合形成能量增强棒入口。

在一种可能的实现方式中，所述搂弹器包括均为弧形结构的搂转体和搂爪；

所述搂爪的内弧面包括搂爪安装面和搂爪搂起面；所述尖角结构为所述搂爪搂起面和所述搂爪的外弧面相交形成；

所述搂爪安装面连接于所述搂转体的外弧面，所述搂爪的外弧面与所述搂转体的外弧面连接处相切；

所述搂转体的内弧面与所述搂爪搂起面的连接处相切，所述搂转体的内弧面与所述搂爪搂起面形成第一能量增强棒搂转面，所述推杆通过孔的孔壁和所述第一能量增强棒搂转面形成所述能量增强棒搂转面；

所述搂爪包括多个间隔设置的爪钩，所述环形凹槽的数量为多个，多个所述爪钩与多个所述环形凹槽一一对应。

在一种可能的实现方式中，所述换向器包括第三壳体、所述电机、以及所述离合机构；

所述离合机构包括从前至后依次设置在所述第三壳体内的接头、从动平面齿轮、以及主动平面齿轮；所述从动平面齿轮和所述主动平面齿轮形成所述传动部；

所述接头通过单向轴承转动安装于所述第三壳体内部的前端，所述接头内设置有台阶孔，所述台阶孔包括小孔、以及设置于所述小孔后端的大孔，所述大孔的侧壁设置有滑槽，所述滑槽的延伸方向与所述第三壳体的轴线平行；

所述从动平面齿轮安装于所述大孔内，所述从动平面齿轮的侧壁设置有柱销，所述柱销的端部卡接于所述滑槽内；

所述电机的输出轴上设置有螺纹套筒，所述螺纹套筒的内壁设置有内螺纹，所述主动平面齿轮安装于所述螺纹套筒上，所述主动平面齿轮和所述从动平面齿轮相对的侧面设置有相配合的齿牙；

所述小孔的孔径＞所述推弹杆的直径＞所述从动平面齿轮的内径＞所述丝杠的直径，所述丝杠依次穿过所述接头、所述从动平面齿轮、所述主动平面齿轮中心的孔后旋入所述螺纹套筒内；

所述从动平面齿轮中心的孔的孔壁设置有所述导向块。

在一种可能的实现方式中，所述第三壳体前端的内壁设置有环形凸起；

所述接头为柱体结构，所述接头包括对接段、以及设置于所述对接段后端的安装段，所述对接段的外径小于所述安装段的外径；

所述对接段穿过所述环形凸起，所述对接段上套装有所述单向轴承，所述单向轴承的外壁与所述环形凸起的环面抵接，所述对接段的前端设置有用于与所述螺旋推送器后端连接的推送器安装键。

在一种可能的实现方式中，所述主动平面齿轮和所述从动平面齿轮相对的两个端面均设置有对接槽，所述丝杠位于所述对接槽的部分套装有复位弹簧，所述复位弹簧的端部与所述对接槽的槽底抵接；

所述主动平面齿轮和所述从动平面齿轮上的齿牙的截面呈直角三角形状，所述齿牙使所述主动平面齿轮顺时针或者逆时针旋转时驱动所述从动平面齿轮转动。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种能量增强棒推送装置，该装置在使用时，电机驱动螺纹套筒旋转，螺纹套筒带动离合机构旋转，离合机构带动螺旋推送器和搂弹器旋转，能量增强棒在螺旋推送片的作用下沿半圆槽向前滑移，能量增强棒滑移至能量增强棒转运窗口处时，旋转的搂弹器将能量增强棒搂起，同时能量增强棒在其后部的能量增强棒的抵推下、以及搂弹器内壁的搂转作用下，进入螺旋推送器中心的孔中；然后，电机驱动螺纹套筒反向旋转，使得导向块在导向槽内滑动，同时使丝杠向前移动，进而使离合机构的传动部分离，进而使螺旋推送器停止转动，推弹杆向前移动并将螺旋推送器中心的能量增强棒推送至能量转换器中。本发明避免采用结构复杂的棘爪推送组件，因此不需要储能舱内具有较大的内孔，通过设置半圆槽，并配合螺旋推送器后能够推送更大直径的能量增强棒，螺旋推送器结构简单，工作环境中的异物进入能量增强棒推送路径上，不易卡死螺旋推送器；能量增强棒推送时，螺旋推送片只需推送其一侧的能量增强棒，多个能量增强棒分别进行推送，因此推送能量增强棒时阻力较小，从而提高了能量增强棒推送时的可靠性，降低了推送器的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的能量增强棒推送装置的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的储能舱、搂弹器和螺旋推送器的装配示意图。

图3为本发明实施例提供的储能舱、搂弹器和螺旋推送器的装配结构的半剖示意图。

图4为图3的D-D剖视图。

图5为本发明实施例提供的搂弹器的立体图。

图6为本发明实施例提供的搂弹器的结构示意图。

图7为图6的A向视图。

图8为本发明实施例提供的储能舱的立体图。

图9为本发明实施例提供的能量增强棒搂转部的结构示意图。

图10为本发明实施例提供的螺旋推送器的立体图。

图11为本发明实施例提供的螺旋推送器的结构示意图。

图12为本发明实施例提供的能量增强棒转运窗口的立体图。

图13为本发明实施例提供的搂弹器和螺旋推送器的装配示意图。

图14为本发明实施例提供的能量增强棒的搂转过程示意图。

图15为本发明实施例提供的推杆的结构示意图。

图16为图15的C处放大图。

图17为本发明实施例提供的换向器的结构示意图。

附图标记：100-能量转换器；140-能量增强棒；

200-储能舱；210-内孔；220-半圆槽；230-能量增强棒搂转部；231-环形凹槽；270-内螺纹结构；280-外螺纹结构；290-第二壳体；

300-搂弹器；310-搂转体；320-搂爪；321-搂爪安装面；322-搂爪搂起面；323-爪钩；330-能量增强棒搂转面；331-第一能量增强棒搂转面；340-搂弹器安装面；350-搂弹器安装孔；370-抵送机构安装孔；380-尖角结构；390-能量增强棒入口；

400-推杆；410-送弹头；420-上推弹杆；430-下推弹杆；440-丝杠；441-导向槽；460-联轴器；461-联轴套筒；4611-长条孔；462-滑移套筒；463-滑移弹簧；464-滑移柱；

500-螺旋推送器；510-活动套筒；512-螺旋推送片；513-推杆通过孔；516-能量增强棒转运窗口；5161-过渡窗口；5162-平切窗口；5163-第一切割面；5164-第二切割面；5165-第三切割面；5166-螺纹孔；517-螺旋形导轨；

700-换向器；710-第三壳体；711-环形凸起；720-接头；721-小孔；722-大孔；723-对接段；724-安装段；725-滑槽；730-从动平面齿轮；731-导向块；732-柱销；740-主动平面齿轮；741-对接槽；742-复位弹簧；750-电机；760-螺纹套筒；761-套筒安装轴承；770-单向轴承；771-第一轴承安装键；772-第二轴承安装键；780-减速器；781-输入齿环；782-输出齿环。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

如图1至图17所示，本发明实施例提供的能量增强棒推送装置，包括同轴安装的换向器700、推杆400、螺旋推送器500、储能舱200、以及搂弹器300。

储能舱200的前端连接于能量转换器100，储能舱200的后端连接于换向器700。储能舱200的内壁开设有半圆槽220。

螺旋推送器500安装于储能舱200中心的孔中，螺旋推送器500的前端插入能量转换器100内，螺旋推送器500后端连接于换向器700的离合机构。

螺旋推送器500包括活动套筒510、以及均匀绕设在活动套筒510外壁上的螺旋推送片512。能量增强棒140位于半圆槽220、活动套筒510、螺旋推送片512形成的能量增强棒输送空间内。

活动套筒510前端的能量增强棒转运窗口516处安装有搂弹器300，搂弹器300将半圆槽220内的能量增强棒140搂转至螺旋推送器500中心的孔中。

推杆400包括推弹杆、以及设置于推弹杆后端的丝杠440，推弹杆位于螺旋推送器500中心的孔中，丝杠440穿过离合机构后旋入换向器700的螺纹套筒760内，螺纹套筒760的前端连接于离合机构，螺纹套筒760的后端连接于换向器700的电机750。丝杠440的侧壁设置有导向槽441，导向槽441与离合机构的导向块731滑动连接，丝杠440向前移动时离合机构的传动部分离。

需要说明的是，电机750驱动螺纹套筒760旋转，螺纹套筒760带动离合机构旋转，离合机构带动螺旋推送器500和搂弹器300旋转，能量增强棒140在螺旋推送片512的作用下沿半圆槽220向前滑移，能量增强棒140滑移至能量增强棒转运窗口516处时，旋转的搂弹器300将能量增强棒140搂起，同时能量增强棒140在其后部的能量增强棒140的抵推下、以及搂弹器300内壁的搂转作用下，进入螺旋推送器500中心的孔中。

电机750驱动螺纹套筒760反向旋转，使得导向块731在导向槽441内滑动，同时使丝杠440向前移动，使离合机构的传动部分离，进而使螺旋推送器500停止转动，推弹杆向前移动并将螺旋推送器500中心的能量增强棒140推送至能量转换器100中。

本发明避免采用结构复杂的棘爪推送组件，因此不需要储能舱200内具有较大的内孔210，通过设置半圆槽220，并配合螺旋推送器500后能够推送更大直径的能量增强棒140，螺旋推送器500结构简单，工作环境中的异物进入能量增强棒140推送路径上，不易卡死螺旋推送器500。能量增强棒140推送时，螺旋推送片512只需推送其一侧的能量增强棒140，多个能量增强棒140分别进行推送，因此推送能量增强棒140时阻力较小，从而提高了能量增强棒140推送时的可靠性，降低了推送器的故障率。

如图8和图9所示，本实施例中，储能舱200包括第二壳体290，第二壳体290为内部中空的圆筒状结构，第二壳体290具有内孔210，第二壳体290的内壁周向上开设有半圆槽220，半圆槽220与内孔210连通。半圆槽220的延伸方向与第二壳体290的轴线平行。半圆槽220的槽深h＝1/3d，其中，d为半圆槽220形成的虚拟圆柱的直径。

第二壳体290的筒壁的前端设置有能量增强棒搂转部230。能量增强棒搂转部230包括开设在第二壳体290内壁上且与第二壳体290轴线垂直的环形凹槽231，环形凹槽231穿过半圆槽220。

需要说明的是，半圆槽220的数量为九个，九个半圆槽220沿第二壳体290内壁的周向均匀分布，均匀分布的九个半圆槽220能够一次性装载较多的能量增强棒140，从而减少装载能量增强棒140的次数。

能量增强棒140位于半圆槽220内，搂弹器300能够将环形凹槽231处的能量增强棒140搂起，进而在后部的多个能量增强棒140的挤压下，使搂弹器300将第一个能量增强棒140移动至活动套筒510中心的推杆通过孔513内。

如图10和图11所示，本实施例中，螺旋推送片512垂直于活动套筒510的外壁。螺旋推送片512的高度为能量增强棒140直径的三分之一。

螺旋推送片512的两侧均设置有用于支撑能量增强棒140的螺旋形导轨517。螺旋推送片512的两侧与活动套筒510外壁之间设置有倒圆角。

活动套筒510的中心设置有供推杆400通过的推杆通过孔513。能量增强棒转运窗口516将活动套筒510的外部与推杆通过孔513连通。

需要说明的是，将能量增强棒140放置于螺旋推送片512之间，能量增强棒140的两端通过螺旋形导轨517进行支撑，在能量增强棒140推送时，螺旋形导轨517能够减小活动套筒510和能量增强棒140之间的接触面积，进而降低摩擦力，从而便于能量增强棒140的推送。螺旋推送片512与活动套筒510之间的倒圆角与能量增强棒140的端部适配，从而便于螺旋推送片512对能量增强棒140施力推送。

如图12所示，本实施例中，能量增强棒转运窗口516包括相连通的过渡窗口5161和平切窗口5162。

平切窗口5162为设定平面对活动套筒510和螺旋推送片512切割后形成的窗口，设定平面通过活动套筒510的轴线，设定平面的切割长度大于能量增强棒140的长度。设定平面对活动套筒510切割后在活动套筒510的侧壁形成第一切割面5163和第二切割面5164，第二切割面5164的前段相对第一切割面5163位于螺旋推送片512的推送方向的前侧。

过渡窗口5161为设定弧面对活动套筒510侧壁靠近第二切割面5164的前段切割后形成的窗口，设定弧面对活动套筒510切割后在活动套筒510的侧壁形成第三切割面5165。第三切割面5165与活动套筒510的外壁圆滑过渡。

活动套筒510在第一切割面5163处设置有螺纹孔5166，螺纹孔5166的轴线垂直于第一切割面5163。

需要说明的是，第二切割面5164的后段相对第一切割面5163位于螺旋推送片512的推送方向的后侧，即能量增强棒140移动时，首先抵达第二切割面5164处。第二个能量增强棒140和第一个能量增强棒140在搂弹器300的作用下向螺旋推送器500的中心靠近，第一个能量增强棒140沿着活动套筒510外壁和第三切割面5165向推杆通过孔513中心移动。因此圆滑过渡的第三切割面5165与活动套筒510的外壁能够便于能量增强棒140的施力转运，同时防止能量增强棒140外壁划伤。

如图15和图16所示，本实施例中，推弹杆和丝杠440通过联轴器460连接。

联轴器460包括联轴套筒461、滑移套筒462、滑移弹簧463、以及滑移柱464。

联轴套筒461的中心从前至后依次设置有固定孔和滑移孔，滑移孔的孔径大于固定孔的孔径。

推弹杆的后端固定于固定孔内，丝杠440的前端穿过滑移孔后固定于固定孔内。

滑移弹簧463和滑移套筒462套装于丝杠440上，滑移弹簧463的前端与滑移孔的底面抵接，滑移弹簧463的后端与滑移套筒462的前端抵接。

滑移柱464安装于滑移套筒462的侧壁上，滑移柱464的端部卡接于联轴套筒461的侧壁的长条孔4611内，滑移套筒462能够在联轴套筒461内滑动。

需要说明的是，推弹杆的后端伸入固定孔内，紧定螺钉穿过联轴套筒461侧壁后旋入推弹杆侧壁的螺纹孔5166内。丝杠440的前端伸入固定孔内，紧定螺钉穿过联轴套筒461侧壁后旋入丝杠440侧壁的螺纹孔5166内。从而实现下推弹杆430和丝杠440的固定。固定孔和滑移孔形成台阶孔。

推弹杆包括从前至后依次连接的送弹头410、上推弹杆420和下推弹杆430。下推弹杆430和丝杠440通过联轴器460连接。

能量增强棒140爆炸时产生的冲击波会作用于推杆400，推弹杆和丝杠440在滑移弹簧463的作用下可沿其轴向相对移动，从而实现减震作用，同时避免滑移套筒462移动过快而导致从动平面齿轮730受损的问题。从而提高推杆400工作时的可靠性。

如图5至图7所示，本实施例中，搂弹器300为弧形结构。

搂弹器300的一侧为尖角结构380，尖角结构380的外弧面与环形凹槽231的底壁抵接，搂弹器300的另一侧安装于活动套筒510上，推杆通过孔513的孔壁和搂弹器300的内弧面形成能量增强棒搂转面330。

尖角结构380、能量增强棒转运窗口516、以及螺旋推送片512围合形成能量增强棒入口390。

需要说明的是，旋转螺旋推送器500，尖角结构380在环形凹槽231内移动。尖角结构380的内弧面将环形凹槽231处的能量增强棒140搂起。

本实施例中，搂弹器300包括均为弧形结构的搂转体310和搂爪320。

搂爪320的内弧面包括搂爪安装面321和搂爪搂起面322。尖角结构380为搂爪搂起面322和搂爪320的外弧面相交形成。

搂爪安装面321连接于搂转体310的外弧面，搂爪320的外弧面与搂转体310的外弧面连接处相切。

搂转体310的内弧面与搂爪搂起面322的连接处相切，搂转体310的内弧面与搂爪搂起面322形成第一能量增强棒搂转面330，推杆通过孔513的孔壁和第一能量增强棒搂转面330形成能量增强棒搂转面330。

搂爪320包括多个间隔设置的爪钩323，环形凹槽231的数量为多个，多个爪钩323与多个环形凹槽231一一对应。

需要说明的是，搂转体310和搂爪320可为一体加工而成。搂爪320将能量增强棒140从环形凹槽231内搂起，能量增强棒140从搂爪搂起面322移动至搂转体310的内弧面，搂转体310的内弧面与搂爪搂起面322的连接处相切，从而能够保证能量增强棒140转运时移动的顺滑度。

如图14所示，第一个能量增强棒140移动至能量增强棒入口390处时，尖角结构380的内弧面将环形凹槽231处的能量增强棒140搂起，螺旋推送器500和搂弹器300继续旋转，使得第一个能量增强棒140后部的第二个能量增强棒140在螺旋推送片512的作用下向前移动并靠近能量增强棒入口390处，第二个能量增强棒140在能量增强棒搂转面330的作用下挤压第一个能量增强棒140进入能量增强棒入口390，并向推杆通过孔513的中心处移动。同样的原理，第三个能量增强棒140挤压第二个能量增强棒140移动，第二个能量增强棒140被尖角结构380搂起，同时第二个能量增强棒140进一步挤压第一个能量增强棒140移动，进而使第一个能量增强棒140在能量增强棒搂转面330的作用下更加靠近推杆通过孔513的中心，螺旋推送器500和搂弹器300继续旋转，直至第一个能量增强棒140移动至推杆通过孔513的中心，第二个能量增强棒140、第三个能量增强棒140等移动原理与第一个能量增强棒140移动原理相同。移动至推杆通过孔513中心的第一个能量增强棒140被推杆400组件推送至能量转换器100的内部。能量增强棒140从半圆槽220移动至推杆通过孔513中心的过程中，能量增强棒140在能量增强棒搂转面330上进行移动。

多个能量增强棒140在能量增强棒搂转面330的作用下相互挤压，进而将能量增强棒140移动至推杆通过孔513的中心，该方式操作简单，实现的结构简单，还能够承受较大的冲击波，并能够转运直径较大的能量增强棒140，工作环境中的异物进入能量增强棒140推送路径上时，不易卡死搂弹器300，因此可靠性高且故障率低。避免了采用结构复杂的摆渡机构，而存在扭矩传输效率低、以及摆渡机构内部精密部件易受损的问题，因此本发明的搂弹器300能够满足冲击波发生器的使用需求。

如图17所示，本实施例中，换向器700包括第三壳体710、电机750、以及离合机构。

离合机构包括从前至后依次设置在第三壳体710内的接头720、从动平面齿轮730、以及主动平面齿轮740。从动平面齿轮730和主动平面齿轮740形成传动部。

接头720转动安装于第三壳体710内部的前端，接头720内设置有台阶孔，台阶孔包括小孔721、以及设置于小孔721后端的大孔722，大孔722的侧壁设置有滑槽725，滑槽725的延伸方向与第三壳体710的轴线平行。

从动平面齿轮730安装于大孔722内，从动平面齿轮730的侧壁设置有柱销732，柱销732的端部卡接于滑槽725内。

电机750的输出轴上设置有螺纹套筒760，螺纹套筒760的内壁设置有内螺纹，主动平面齿轮740安装于螺纹套筒760上，主动平面齿轮740和从动平面齿轮730相对的侧面设置有相配合的齿牙。

小孔721的孔径＞推弹杆的直径＞从动平面齿轮730的内径＞丝杠440的直径，丝杠440依次穿过接头720、从动平面齿轮730、主动平面齿轮740中心的孔后旋入螺纹套筒760内。

从动平面齿轮730中心的孔的孔壁设置有导向块731。

本实施例中，第三壳体710前端的内壁设置有环形凸起711。

接头720为柱体结构，接头720包括对接段723、以及设置于对接段723后端的安装段724，对接段723的外径小于安装段724的外径。

对接段723穿过环形凸起711，对接段723上套装有单向轴承770，单向轴承770的外壁与环形凸起711的环面抵接，对接段723的前端设置有用于与螺旋推送器500后端连接的推送器安装键。

需要说明的是，柱销732的端部卡接于滑槽725内，因此从动平面齿轮730能够在接头720的大孔722内滑动。对接部采用螺纹连接形式。接头720能够在单向轴承770的作用下在一个方向上可以自由转动，而在另一个方向上锁死。对接段723旋转时，驱动螺旋推送器500转动。推杆400的前部位于螺旋推送器500中心的孔内。

通过电机750驱动螺纹套筒760转动，由于从动平面齿轮730的导向块731卡接于丝杠440侧壁的导向槽441内，因此丝杠440向后移动，也即推杆400向后移动，下推弹杆430穿过接头720的小孔721后使滑移套筒462的后端抵接于换向器700的从动平面齿轮730，滑移套筒462推动从动平面齿轮730向后移动，弹簧压缩，直至从动平面齿轮730和主动平面齿轮740啮合，由于主动平面齿轮740安装于螺纹套筒760上，因此主动平面齿轮740带动从动平面齿轮730转动，从动平面齿轮730带动接头720转动，进而驱动螺旋推送器500转动，螺旋推送器500转动时将能量增强棒140推送至螺旋推送器500的中心，此时能量增强棒140位于推杆400的前端。

控制电机750反方向转动，电机750驱动螺纹套筒760反方向转动，由于单向轴承770反方向锁死，因此接头720位置固定，螺旋推送器500位置固定，即从动平面齿轮730不进行旋转，又由于从动平面齿轮730的导向块731卡接于丝杠440侧壁的导向槽441内，进而使丝杠440向前移动，从动平面齿轮730和主动平面齿轮740脱开，丝杠440继续向前移动，也即推杆400向前移动，推杆400向前移动的过程中将螺旋推送器500中心的能量增强棒140推送至能量转换器100中。然后重复上述步骤将下一个能量增强棒140转运至螺旋推送器500的中心，再通过推杆400将螺旋推送器500中心的能量增强棒140推送至能量转换器100中。

本发明的微齿型换向器700利用从动平面齿轮730、主动平面齿轮740来实现直线运动和旋转运动的转换，使微齿型换向器700的电机750的力矩传递效率高，该微齿型换向器700的结构简单，不易被潜污环境中的异物卡死，从而能够保证能量增强棒140推送时的可靠性，该微齿型换向器700能够用于大直径的能量增强棒140的推送，进而满足冲击波发生器的使用需求。

本实施例中，主动平面齿轮740和从动平面齿轮730相对的两个端面均设置有对接槽741，丝杠440位于对接槽741的部分套装有复位弹簧742，复位弹簧742的端部与对接槽741的槽底抵接。

主动平面齿轮740和从动平面齿轮730上的齿牙的截面呈直角三角形状，齿牙使主动平面齿轮740顺时针或者逆时针旋转时驱动从动平面齿轮730转动。

需要说明的是，丝杠440向前移动时，从动平面齿轮730能够在复位弹簧742的作用下与主动平面齿轮740脱开并逐渐恢复至初始状态，避免从动平面齿轮730通过接头720带动螺旋推动器转动。

直角三角形状的齿牙能够在主动平面齿轮740和从动平面齿轮730啮合后，主动平面齿轮740只能在一个方向上驱动从动平面齿轮730转动，从而保证电机750反方向转动时，即使主动平面齿轮740和从动平面齿轮730啮合，主动平面齿轮740也不会驱动从动平面齿轮730转动，进而提高了微齿型换向器700的工作可靠性。

本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (10)

1.一种能量增强棒推送装置，其特征在于：包括同轴安装的换向器(700)、推杆(400)、螺旋推送器(500)、储能舱(200)、以及搂弹器(300)；

所述储能舱(200)的前端连接于能量转换器(100)，所述储能舱(200)的后端连接于所述换向器(700)；所述储能舱(200)的内壁开设有半圆槽(220)；

所述螺旋推送器(500)安装于所述储能舱(200)中心的孔中，所述螺旋推送器(500)的前端插入所述能量转换器(100)内，所述螺旋推送器(500)后端连接于所述换向器(700)的离合机构；

所述螺旋推送器(500)包括活动套筒(510)、以及均匀绕设在所述活动套筒(510)外壁上的螺旋推送片(512)；能量增强棒(140)位于所述半圆槽(220)、所述活动套筒(510)、所述螺旋推送片(512)形成的能量增强棒输送空间内；

所述活动套筒(510)前端的能量增强棒转运窗口(516)处安装有所述搂弹器(300)，所述搂弹器(300)将所述半圆槽(220)内的能量增强棒(140)搂转至所述螺旋推送器(500)中心的孔中；

所述推杆(400)包括推弹杆、以及设置于所述推弹杆后端的丝杠(440)，所述推弹杆位于所述螺旋推送器(500)中心的孔中，所述丝杠(440)穿过所述离合机构后旋入所述换向器(700)的螺纹套筒(760)内，所述螺纹套筒(760)的前端连接于所述离合机构，所述螺纹套筒(760)的后端连接于所述换向器(700)的电机(750)；所述丝杠(440)的侧壁设置有导向槽(441)，所述导向槽(441)与所述离合机构的导向块(731)滑动连接，所述丝杠(440)向前移动时所述离合机构的传动部分离。

2.根据权利要求1所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述储能舱(200)包括第二壳体(290)，所述第二壳体(290)为内部中空的圆筒状结构，所述第二壳体(290)具有内孔(210)，所述第二壳体(290)的内壁周向上开设有所述半圆槽(220)，所述半圆槽(220)与所述内孔(210)连通；所述半圆槽(220)的延伸方向与所述第二壳体(290)的轴线平行；所述半圆槽(220)的槽深h＝1/3d，其中，d为所述半圆槽(220)形成的虚拟圆柱的直径；

所述第二壳体(290)的筒壁的前端设置有能量增强棒搂转部(230)；所述能量增强棒搂转部(230)包括开设在所述第二壳体(290)内壁上且与所述第二壳体(290)轴线垂直的环形凹槽(231)，所述环形凹槽(231)穿过所述半圆槽(220)。

3.根据权利要求2所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述螺旋推送片(512)垂直于所述活动套筒(510)的外壁；所述螺旋推送片(512)的高度为所述能量增强棒(140)直径的三分之一；

所述螺旋推送片(512)的两侧均设置有用于支撑所述能量增强棒(140)的螺旋形导轨(517)；所述螺旋推送片(512)的两侧与所述活动套筒(510)外壁之间设置有倒圆角；

所述活动套筒(510)的中心设置有供所述推杆(400)通过的推杆通过孔(513)；所述能量增强棒转运窗口(516)将所述活动套筒(510)的外部与所述推杆通过孔(513)连通。

4.根据权利要求3所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述能量增强棒转运窗口(516)包括相连通的过渡窗口(5161)和平切窗口(5162)；

所述平切窗口(5162)为设定平面对所述活动套筒(510)和所述螺旋推送片(512)切割后形成的窗口，所述设定平面通过所述活动套筒(510)的轴线，所述设定平面的切割长度大于所述能量增强棒(140)的长度；所述设定平面对所述活动套筒(510)切割后在所述活动套筒(510)的侧壁形成第一切割面(5163)和第二切割面(5164)，所述第二切割面(5164)的前段相对所述第一切割面(5163)位于所述螺旋推送片(512)的推送方向的前侧；

所述过渡窗口(5161)为设定弧面对所述活动套筒(510)侧壁靠近所述第二切割面(5164)的前段切割后形成的窗口，所述设定弧面对所述活动套筒(510)切割后在所述活动套筒(510)的侧壁形成第三切割面(5165)；所述第三切割面(5165)与所述活动套筒(510)的外壁圆滑过渡；

所述活动套筒(510)在所述第一切割面(5163)处设置有螺纹孔(5166)，所述螺纹孔(5166)的轴线垂直于所述第一切割面(5163)。

5.根据权利要求4所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述推弹杆和所述丝杠(440)通过联轴器(460)连接；

所述联轴器(460)包括联轴套筒(461)、滑移套筒(462)、滑移弹簧(463)、以及滑移柱(464)；

所述联轴套筒(461)的中心从前至后依次设置有固定孔和滑移孔，所述滑移孔的孔径大于所述固定孔的孔径；

所述推弹杆的后端固定于所述固定孔内，所述丝杠(440)的前端穿过所述滑移孔后固定于所述固定孔内；

所述滑移弹簧(463)和所述滑移套筒(462)套装于所述丝杠(440)上，所述滑移弹簧(463)的前端与所述滑移孔的底面抵接，所述滑移弹簧(463)的后端与所述滑移套筒(462)的前端抵接；

所述滑移柱(464)安装于所述滑移套筒(462)的侧壁上，所述滑移柱(464)的端部卡接于所述联轴套筒(461)的侧壁的长条孔(4611)内，所述滑移套筒(462)能够在所述联轴套筒(461)内滑动。

6.根据权利要求5所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述搂弹器(300)为弧形结构；

所述搂弹器(300)的一侧为尖角结构(380)，所述尖角结构(380)的外弧面与所述环形凹槽(231)的底壁抵接，所述搂弹器(300)的另一侧安装于所述活动套筒(510)上，所述推杆通过孔(513)的孔壁和所述搂弹器(300)的内弧面形成能量增强棒搂转面(330)；

所述尖角结构(380)、所述能量增强棒转运窗口(516)、以及螺旋推送片(512)围合形成能量增强棒入口(390)。

7.根据权利要求6所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述搂弹器(300)包括均为弧形结构的搂转体(310)和搂爪(320)；

所述搂爪(320)的内弧面包括搂爪安装面(321)和搂爪搂起面(322)；所述尖角结构(380)为所述搂爪搂起面(322)和所述搂爪(320)的外弧面相交形成；

所述搂爪安装面(321)连接于所述搂转体(310)的外弧面，所述搂爪(320)的外弧面与所述搂转体(310)的外弧面连接处相切；

所述搂转体(310)的内弧面与所述搂爪搂起面(322)的连接处相切，所述搂转体(310)的内弧面与所述搂爪搂起面(322)形成第一能量增强棒搂转面(330)，所述推杆通过孔(513)的孔壁和所述第一能量增强棒搂转面(330)形成所述能量增强棒搂转面(330)；

所述搂爪(320)包括多个间隔设置的爪钩(323)，所述环形凹槽(231)的数量为多个，多个所述爪钩(323)与多个所述环形凹槽(231)一一对应。

8.根据权利要求7所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述换向器(700)包括第三壳体(710)、所述电机(750)、以及所述离合机构；

所述离合机构包括从前至后依次设置在所述第三壳体(710)内的接头(720)、从动平面齿轮(730)、以及主动平面齿轮(740)；所述从动平面齿轮(730)和所述主动平面齿轮(740)形成所述传动部；

所述接头(720)通过单向轴承(770)转动安装于所述第三壳体(710)内部的前端，所述接头(720)内设置有台阶孔，所述台阶孔包括小孔(721)、以及设置于所述小孔(721)后端的大孔(722)，所述大孔(722)的侧壁设置有滑槽(725)，所述滑槽(725)的延伸方向与所述第三壳体(710)的轴线平行；

所述从动平面齿轮(730)安装于所述大孔(722)内，所述从动平面齿轮(730)的侧壁设置有柱销(732)，所述柱销(732)的端部卡接于所述滑槽(725)内；

所述电机(750)的输出轴上设置有螺纹套筒(760)，所述螺纹套筒(760)的内壁设置有内螺纹，所述主动平面齿轮(740)安装于所述螺纹套筒(760)上，所述主动平面齿轮(740)和所述从动平面齿轮(730)相对的侧面设置有相配合的齿牙；

所述小孔(721)的孔径＞所述推弹杆的直径＞所述从动平面齿轮(730)的内径＞所述丝杠(440)的直径，所述丝杠(440)依次穿过所述接头(720)、所述从动平面齿轮(730)、所述主动平面齿轮(740)中心的孔后旋入所述螺纹套筒(760)内；

所述从动平面齿轮(730)中心的孔的孔壁设置有所述导向块(731)。

9.根据权利要求8所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述第三壳体(710)前端的内壁设置有环形凸起(711)；

所述接头(720)为柱体结构，所述接头(720)包括对接段(723)、以及设置于所述对接段(723)后端的安装段(724)，所述对接段(723)的外径小于所述安装段(724)的外径；

所述对接段(723)穿过所述环形凸起(711)，所述对接段(723)上套装有所述单向轴承(770)，所述单向轴承(770)的外壁与所述环形凸起(711)的环面抵接，所述对接段(723)的前端设置有用于与所述螺旋推送器(500)后端连接的推送器安装键。

10.根据权利要求9所述的能量增强棒推送装置，其特征在于：所述主动平面齿轮(740)和所述从动平面齿轮(730)相对的两个端面均设置有对接槽(741)，所述丝杠(440)位于所述对接槽(741)的部分套装有复位弹簧(742)，所述复位弹簧(742)的端部与所述对接槽(741)的槽底抵接；

所述主动平面齿轮(740)和所述从动平面齿轮(730)上的齿牙的截面呈直角三角形状，所述齿牙使所述主动平面齿轮(740)顺时针或者逆时针旋转时驱动所述从动平面齿轮(730)转动。

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