专利名称：爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构的制作方法
技术领域：
本发明属于航空航天技术领域，涉及一种在航天空间环境下为钻机加载的装置，特别是涉及一种爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，实现钻进过程中自适应加载。
背景技术：
航空航天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，在航天系统中每个环节都非常重要，如何在失重的环境下钻取月壤表面的土更是一大难题，空间和质量对于一个航天器来说是至关重要的，也是严格控制的关键项目，一个部件减轻质量或节省了空间就意味着可以增加一部仪器或多一个实验项目可以上天，所以在钻采设备的选择上都要考虑上述问题，尽量满足其要求，传统钻机的加载激振装置通常采用圆柱凸轮回转的方式产生激振力，重量重、体积大，不适用于航天运输，仍需对这传统钻机加载装置进行改进创新，以适应新的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，体积小重量轻节能可靠性高，适合于航天空间环境下对钻机进行自适应加载。解决其技术问题所采取的技术方案是一种爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，其特征在于包括上连接板和下连接板，上连接板和下连接板中心设有过孔，一钻杆由过孔中穿过，钻杆上设有外螺旋，上连接板和下连接板通过以钻杆为中心周向分布的导柱固定连接，在钻杆与导柱间设有冲击质量块，冲击质量块通过导轮与导柱连接构成滚动副；冲击质量块上端面与上连接板间设有储能弹簧，冲击质量块内侧设有凹槽，凹槽内连接有爪簧，爪簧结构为设有一与冲击质量块连接的连接块，连接块上连接有一轴向簧片，簧片上端设有击打块；击打块下面与外螺旋上端面接触，击打块上固定连接有一拉绳，拉绳另一端与导柱固定连接。所述的导柱为两根以上。
所述的冲击质量块为环形，爪簧为两个以上周向均匀排列。所述的爪簧为两个时左右对称分布，轴向位置相差半个外螺旋的螺旋距。所述的上连接板和下连接板连接一登陆器主体。。本发明通过冲击质量块、爪簧与钻杆外螺旋配合形成一螺旋副，其冲击质量块为螺母主体，爪簧则取代螺母螺纹，在钻杆回转速度不变而轴向给进减慢时爪簧带动冲击质量块上行压缩储能弹簧，上行到一定高度后在拉绳牵引下击打块与钻杆外螺旋分离，在储能弹簧作用下爪簧和冲击质量块迅速下行，下行过程中拉绳逐渐放松，在簧片作用下击打块进入下一螺旋空间，最后打击在下一圈外螺旋上，将该打击力传递到钻杆上，对钻采物进行冲击破碎；该机构初始位置可放置在钻杆与钻头连接端，在钻杆较长时与传统钻杆根部激震加载相比，可以更好地保护钻杆，减小激震时钻杆的形变，爪簧结构能满足一般激振力需求，结构简洁，制作安装容易，质量轻、占用空间小，在钻采给进困难时自动产生激振进行钻采，适于发送到月球进行钻探。
图I为本发明实施例结构示意图。图中标号名称1上连接板；2下连接板；3钻杆；4外螺旋；5导柱；6冲击质量块；7导轮；8储能弹黃；9连接块；10黃片；11打击块；12拉绳。
具体实施例方式本发明实施例如图I所示，该爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构设有上连接板I和下连接板2，上连接板I和下连接板2固定连接在登陆器主体上，中心设有过孔，钻杆3由过孔中穿过，钻杆3上设有外螺旋4，上连接板I和下连接板2间以钻杆3为中心周向分布固定连接有导柱5，导柱5为两根，在钻杆3与导柱5间设有环状冲击质量块6，冲击质量块6通过两对导轮7与导柱5连接构成滚动副，冲击质量块6只能轴向运动不可旋转；冲击质量块6上端面与上连接板I下端面间设有储能弹簧8，储能弹簧8两端吻合在端面上的凹 槽内，冲击质量块6内侧设有凹槽，凹槽内连接有爪簧，爪簧结构为设有一与冲击质量块6连接的连接块9，连接块9上连接有一轴向簧片10，簧片10上端设有击打块11 ;簧片10向钻杆3方向弹压击打块11,击打块11下面与外螺旋4上端面接触，冲击质量块6、爪簧与钻杆3外螺旋4配合形成一螺旋副，其冲击质量块6为螺母主体，爪簧则取代螺母螺纹；击打块11上固定连接有一拉绳12，拉绳12另一端与导柱5固定连接，控制击打块11与外螺旋4的离合。工作开始时钻杆3回转，冲击质量块6、爪簧相对于上连接板I不动，钻杆3下行，当遇到硬物在钻机一定压力下无法向下钻取或钻取给进速度降低到一定值时，钻杆3保持回转运动，爪簧带动冲击质量块6上行压缩储能弹簧8，上行到一定高度后在拉绳12牵引下击打块11与钻杆外螺旋4分离，在储能弹簧8作用下爪簧和冲击质量块6迅速下行，下行过程中拉绳12逐渐放松，在簧片10恢复力作用下击打块11进入下一螺旋空间，最后打击在下一圈外螺旋上，将该打击力传递到钻杆3上，如此往复实现激振，使钻头向下冲击，对钻采物进行冲击破碎，其激震强度可通过更换储能弹簧8调节；该机构初始位置可放置在钻杆与钻头连接端，在钻杆较长时与传统钻杆根部激震加载相比，可以更好地保护钻杆，减小激震时钻杆的形变，结构简洁，质量轻、占用空间小，在钻采给进困难时自动产生激振进行钻采，适于发送到月球进行钻探。
权利要求
1.ー种爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，其特征在于包括上连接板(I)和下连接板(2)，上连接板(I)和下连接板(2)中心设有过孔，一钻杆(3)由过孔中穿过，钻杆(3)上设有外螺旋(4)，上连接板(I)和下连接板(2)通过以钻杆(3)为中心周向分布的导柱(5)固定连接，在钻杆(3)与导柱(5)间设有冲击质量块(6)，冲击质量块(6)通过导轮(7)与导柱(5)连接构成滚动副；冲击质量块(6)上端面与上连接板(I)间设有储能弹簧(8)，冲击质量块(6)内侧设有凹槽，凹槽内连接有爪簧，爪簧结构为设有一与冲击质量块(6)连接的连接块(9 )，连接块(9 )上连接有ー轴向簧片(10 )，簧片(10 )上端设有击打块(11);击打块(11)下面与外螺旋(4 )上端面接触，击打块(11)上固定连接有ー拉绳(12)，拉绳(12 )另一端与导柱(5)固定连接。
2.根据权利要求I所述的爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，其特征在于所述的导柱(5)为两根以上。
3.根据权利要求I所述的爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，其特征在于所述的 冲击质量块(6)为环形，爪簧为两个以上周向均匀排列。
4.根据权利要求3所述的爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，其特征在于所述的爪簧为两个时左右对称分布，轴向位置相差半个外螺旋(4)的螺旋距。
5.根据权利要求I所述的爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，其特征在于所述的上连接板(I)和下连接板(2)连接一登陆器主体。
全文摘要
一种爪簧式丝母机械自适应钻进加载机构，其特征在于包括上连接板和下连接板，上连接板和下连接板中心设有过孔，一钻杆由过孔中穿过，钻杆上设有外螺旋，上连接板和下连接板通过以钻杆为中心周向分布的导柱固定连接，在钻杆与导柱间设有冲击质量块，冲击质量块通过导轮与导柱连接构成滚动副；冲击质量块上端面与上连接板间设有储能弹簧，冲击质量块内侧设有凹槽，凹槽内连接有爪簧，爪簧结构为设有一与冲击质量块连接的连接块，连接块上连接有一轴向簧片，簧片上端设有击打块；击打块下面与外螺旋上端面接触，击打块上固定连接有一拉绳，拉绳另一端与导柱固定连接；结构简洁效果好，质量轻占用空间小适于发送到月球进行钻探。
文档编号E21B19/089GK102852472SQ20121035989
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月25日 优先权日2012年9月25日
发明者全齐全, 柏德恩, 杨帅, 姜生元, 李鹏 申请人:哈尔滨工业大学