一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台的制作方法

文档序号:11178369阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,包括试验台底座,其特征在于,试验台底座左部分设置有丝杆进尺机构,试验台底座右部分设置有与试验台底座垂直固定连接的右丝杆支座和岩样夹具;丝杆进尺机构包括设置在试验台底座左部分的丝杆螺母座和左丝杆支座,丝杆螺母座与试验台底座滑动连接,丝杆螺母座上固定连接有可调整夹持架,可调整夹持架内部夹持有水平设置的超声波钻机;左丝杆支座上支撑有丝杆,丝杆左端连接有减速器,减速器的输入轴连接电机,电机上设置有电机编码器;丝杆螺纹部分与丝杆螺母座配合连接,丝杆右端连接齿轮轴,齿轮轴右端连接右丝杆支座;岩样夹具上固定有超真空岩样夹持室,超真空岩样夹持室内部夹持有岩样;超声波钻机右端插入到超真空岩样夹持室内部对岩样进行微钻。

2.如权利要求1所述的一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,其特征在于,所述的丝杆螺母座底端通过燕尾导轨连接试验台底座,燕尾导轨与丝杆相互平行。

3.如权利要求2所述的一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,其特征在于,所述的可调整夹持架为由“L”形的支撑架、下调节螺杆、上调节螺杆和调节支撑板组成的长方体框架结构;支撑架固定连接于丝杆螺母座上,支撑架右端通过螺母组件连接水平的下调节螺杆,支撑架左端顶部通过螺母组件连接水平的上调节螺杆;下调节螺杆和上调节螺杆右端通过调节支撑板连接。

4.如权利要求3所述的一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,其特征在于,所述的超真空岩样夹持室包括壳体,壳体内部设置有真空室,壳体上表面设置有上压盖,壳体左端固定安装有密封压盖;真空室通过单向阀管道连接真空泵和真空计,真空室内部从左到右依次设置有塑料套筒、岩样、密封活塞和压力传感器;夹具支座顶端螺纹连接有夹具螺杆,夹具螺杆底端通过铰接套铰接上压盖。

5.如权利要求4所述的一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,其特征在于,所述的超声波钻机从左到右依次设置有水平的中轴线在同一条直线上的螺栓、上电极、压电陶瓷、下电极、变幅杆、钻具接头、预紧定位机构和钻具,变幅杆右端套装于钻具接头内部,变幅杆与钻具接头之间设置有自由质量单元,钻具穿过密封压盖到达真空室内部;所述的螺栓依次穿过上电极、压电陶瓷和下电极后连接于变幅杆左端;所述的预紧定位机构包括连接螺杆,连接螺杆左端连接钻具接头,连接螺杆右部分通过导向法兰套接于调节支撑板上,连接螺杆右端连接钻具;钻具接头与调节支撑板之间的连接螺杆上套装有压缩的弹簧。

6.如权利要求5所述的一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,其特征在于,所述的密封活塞与壳体之间设置有活塞径向密封圈;所述的钻具与密封压盖之间设置有钻具径向密封圈;所述的密封压盖与壳体之间设置有压盖轴向密封圈。

7.如权利要求6所述的一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,其特征在于,该超声波微钻试验台还包括回转机构,回转机构包括滚动轴承,滚动轴承的内圈通过螺母组件固定套装在下调节螺杆上,滚动轴承外圈套装于传动齿轮内,传动齿轮上设置有螺钉和限位压盖,螺钉将限位压盖固定于传动齿轮侧壁上,限位压盖左端面对滚动轴承外圈定位固定;传动齿轮顶端啮合连接钻具接头,传动齿轮底端啮合连接齿轮轴。

8.如权利要求7所述的一种模拟月球钻探用的超声波微钻试验台,其特征在于,该超声波微钻试验台还包括数据采集/控制系统,数据采集/控制系统包括I/U传感器、压力传感器、电机编码器、数据采集卡、PC、电机驱动器和调频电源;数据采集卡分别监测和获取超声波钻机传递给I/U传感器的电流和电压数据、电机编码器的转速数据和压力传感器检测到岩样受到的钻压力数据;数据采集卡将监测和获取的实时数据传递给PC,通过PC进行综合分析和整合,PC通过控制信号分别控制调频电源和电机驱动器,调频电源为超声波钻机提供高频电流,超声波钻机高频振动,实现对岩样的钻进;电机驱动器驱动电机。

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