一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件的制作方法

文档序号:15673075发布日期:2018-10-16 19:41阅读:206来源:国知局

本发明属于月面钻取采样封装技术领域,尤其是涉及一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件。



背景技术:

中国探月工程分“绕、落、回”三步走,绕月和落月任务已圆满完成,月球取样并返回地球已成为我国探月工程的重要任务,由于月面采样作业工况复杂,月面环境和作业土壤均具有不确定性的特点,实现行无人钻取采集并封装样品任务显得尤为棘手。当前的钻进取芯机构主要由钻进单元和取芯封装单元组成,其中,取芯封装单元承担着样品提取任务,是样品成功返回的重要保障环节,如何在未知月壤工况下实现可靠的封口效果,并充分发挥设备的性能,实现最大限度对样品进行封装是样品封装的设计难点。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明旨在提出一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件,实现钻进过程中随钻封口和多道封口的封装效果,提高采样封装可靠性,通过减小取芯管随机偏心量,减小钻进过程及封口过程的提芯力,减小提芯力波动,保障探月采样工程顺利实施。

为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:

一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件,包括取芯机构、系扣机构和梳齿式限位器,所述的取芯机构包括提拉绳、软袋、取芯管和外护管,所述的提拉绳的一端将软袋的其中一开口端系成闭口端,所述的提拉绳的另一端贯穿取芯管内部与外部固件连接,所述的软袋的另一开口端套设置取芯管的外壁上,所述的外护管位于取芯管外部,且同轴设置;

所述的梳齿式限位器的一端与外护管末端固定连接,另一端与钻头内腔间隙配合,所述的梳齿式限位器位于取芯管外部,且同轴设置;

所述的梳齿式限位器为不规则壁厚类圆柱套结构,所述的梳齿式限位器与取芯管末端配合部分的内壁上设有取芯管定心环面,在取芯管定心环面的上端周向均布多个凸起,相邻两个所述凸起之间设有间隙,在每个间隙下方均连通设有一个条状容线槽,在凸起径向外侧对应的梳齿式限位器内壁上设有环形容球槽,所述凸起与环形容球槽位置相对应;

所述的系扣机构包括封口、渔人结和限位球,所述的封口编织在软袋的经线中,在所述的软袋的径向两侧预留各两根拉绳形成渔人结,同侧设置的两根拉绳的末端均与一个限位球固定连接,每个限位球与各自侧渔人结之间形成破断区域。

进一步的,所述破断区域为编制渔人结的其中一根拉绳拉直与限位球胶接,编制渔人结的另一根拉绳预留一段后再与限位球胶接。

进一步的,所述凸起为半圆柱状凸起或半圆锥状凸起,且凸起的顶部为半球形结构。

进一步的,所述外护管顶端和取芯管顶端采用销钉连接,所述梳齿式限位器顶端通过设置在外护管末端外部的螺纹与外护管螺旋连接。

进一步的,所述梳齿式限位器的取芯管定心环面与取芯管的外壁之间的间隙为0.6mm。

进一步的,所述梳齿式限位器对取芯管在轴向有6mm的定心支撑段。

进一步的,所述提拉绳与软袋为kevlar纤维一体化编织。

进一步的,沿所述软袋的长度方向上均匀间隔设置多组系扣机构。

相对于现有技术,本发明所述的一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件具有以下优势:

本发明所述的一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件,梳齿式限位器可多次利用,与多道封口上的限位球形成“一对多”的取芯封装形式,增加封口数量;凸起位于取芯管定心环面上端,配合限位球使用,可减小封口行程,增加样品封装长度;采用径向尺寸小的渔人结,可充分利空翻折空间,并与限位球配合,使拉绳定区域逐次受力破断,提高封口可靠性;限位器设有条状容线槽,可优化破断拉绳传力路径;梳齿型外护套减小了取芯管与外护套之间的径向间隙,对取芯管有定心支撑的作用,在钻进过程和封口过程中能减小提芯力和提芯力波动,有利于采样设备性能充分发挥。以上所述均有利于提高采样封装可靠性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:

图1为本发明实施例所述的一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件的结构示意图;

图2为本发明实施例所述的一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件中梳齿式限位器的结构示意图;

图3为渔人结与限位球的结构示意图。

附图标记说明:

1-软袋,2-取芯管,3-封口,4-限位球,5-渔人结,6-梳齿式限位器,61-取芯管定心环面,62-凸起,63-环形容球槽,64-条状容线槽,7-外护管,8-钻头,9-提拉绳。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图3所示,一种取芯软袋用带有梳齿式限位器的封口组件,包括取芯机构、系扣机构和梳齿式限位器6,所述的取芯机构包括提拉绳9、软袋1、取芯管2和外护管7,所述的提拉绳9的一端将软袋1的其中一开口端系成闭口端,所述的提拉绳9的另一端贯穿取芯管2内部与外部固件连接,所述的软袋1的另一开口端套设置取芯管2的外壁上,所述的外护管7位于取芯管2外部,且同轴设置;

所述的梳齿式限位器6的一端与外护管7末端固定连接,另一端与钻头8内腔间隙配合,所述的梳齿式限位器6位于取芯管2外部,且同轴设置;

所述的梳齿式限位器6为不规则壁厚类圆柱套结构,所述的梳齿式限位器6与取芯管2末端配合部分的内壁上设有取芯管定心环面61,在取芯管定心环面61的上端周向均布多个凸起62,相邻两个所述凸起62之间设有间隙,在每个间隙下方均连通设有一个条状容线槽64,在凸起62径向外侧对应的梳齿式限位器6内壁上设有环形容球槽63,所述凸起62与环形容球槽63位置相对应;

所述的系扣机构包括封口3、渔人结5和限位球4,所述的封口3编织在软袋1的经线中,在所述的软袋1的径向两侧预留各两根拉绳形成渔人结5,同侧设置的两根拉绳的末端均与一个限位球4固定连接,每个限位球4与各自侧渔人结5之间形成破断区域。

破断区域为编制渔人结5的其中一根拉绳拉直与限位球4胶接,编制渔人结5的另一根拉绳预留一段后再与限位球4胶接,这种设置可以实现逐次定区域受力破断,提高破断可控性。

限位球4的材质为铜,中间留有过线孔。

凸起62为半圆柱状凸起或半圆锥状凸起,且凸起62的顶部为半球状结构,限位球4到达凸起62位置处时,相邻两个凸起62之间形成的条状容线槽64起到对与限位球4连接的拉绳的引导作用,在半球状结构和拉绳的共同作用下,限位球4被引导到环形容球槽63内,限位球4到达环形容球槽63后反过来也对与其连接的拉绳产生限位作用。

外护管7顶端和取芯管2顶端采用销钉连接,所述梳齿式限位器6顶端通过设置在外护管7末端外部的螺纹与外护管7螺旋连接。

由于取芯管2和外护管7都是两米多的空心薄壁管,径向间隙是单边2mm,悬臂的作用下很容易实现2mm的挠曲变形,实际上,取芯管2和外护管7装配好之后基本上都是偏心的,很难实现同轴设置,因此,在钻取过程中需要定心环节,而梳齿式限位器6就对取芯管2起到了定心作用,具体布置如下:梳齿式限位器6的取芯管定心环面61与取芯管2的外壁之间的间隙为0.6mm,梳齿式限位器6对取芯管2在轴向有6mm的限位段,在钻取过程中可对取芯管2起到定心作用,解决取芯管2随进偏心的严重问题,减小提芯力,并保证进样通道顺畅性。

提拉绳9与软袋1为kevlar纤维一体化编织。

沿软袋1的长度方向上均匀间隔设置多组系扣机构,例如每间隔0.5m设置一组系扣机构,就能实现每隔0.5m就封口的目的,实现了多次封口,既便于对不同深度的月壤进行封装,也利于出现突发状况,如遇到过于恶劣的月壤工况,无法完成预期钻进深度时,及时对软袋1进行封口。

在进行月面钻取采样过程中,钻进作业时,钻杆和钻头通过回转、钻进运动切削原位月壤并形成样本,软袋由提拉升牵引拉入取芯管内部,从而装取样本。同时,软袋上带有的系扣组件随之运动。钻进结束后,提拉绳牵动取芯软袋继续进入取芯管内部,当限位球4到达梳齿式限位器6的凸起62处时,拉绳经凸起62之间的间隙以及条状容线槽64的导引将限位球4导引至环形容球槽63,限位球4所系拉绳另一端连接封口3。封口3随着软袋1内翻入取芯管2后,封口1内拉绳的全部抽出后,破断区域破断,封口3收紧,将取芯管2内侧软袋1中的样品进行封装,完成封口作业。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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