沖擊貫入式采樣器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供沖擊貫入式采樣器，伺服電機(jī)連接主動(dòng)齒輪、被動(dòng)齒輪通過齒輪傳動(dòng)連接，被動(dòng)齒輪上端面固定連接激振凸輪，激振凸輪有四個(gè)突起，沖擊塊為激振凸輪的從動(dòng)件，彈簧導(dǎo)向柱安裝于凸輪防護(hù)罩上，回復(fù)彈簧置于彈簧導(dǎo)向柱和沖擊塊之間，凸輪防護(hù)罩安裝于齒輪箱上蓋上，整體安裝于上支撐板上，導(dǎo)套固定于下支撐板上，導(dǎo)套與取芯管之間安裝有鋼球保持架，取芯管同軸螺栓固定連接于沖擊塊7的下方，機(jī)架由方鋼焊接而成，其上安裝有把手及吊環(huán)。僅靠沖擊作用獲取深層樣品，無需回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，獲取的樣品層理信息保持性較好，取芯率高，可將沖擊頻率、沖擊功等多種參數(shù)單獨(dú)分離出來進(jìn)行研究，解耦性好，接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便，更容易更換試驗(yàn)對(duì)象。
【專利說明】沖擊貫入式采樣器
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】： 本發(fā)明應(yīng)用于載人航天月面人工采樣【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種沖擊貫入式采樣器。
[0002]

【背景技術(shù)】： 獲取具有良好層理信息的月壤樣品是我國(guó)未來開展的載人登月工程中的一項(xiàng)重要任 務(wù)。通過手動(dòng)敲擊薄壁取芯管使之貫入月表的方法（以下稱為靜態(tài)沖擊貫入式取芯法)可以 獲取一段層理信息保持性較好的月壤樣品，但由于貫入過程中月壤顆粒相互堆積和擠壓， 使得顆粒與取芯管壁間的摩擦阻力增大，導(dǎo)致取芯管內(nèi)的月壤樣品長(zhǎng)度短于取芯管貫入月 表的深度，即取芯率無法達(dá)到100%，該方法不但增加了采樣所需要的能量，而且取芯率和采 樣效率也不高。因此，如何解決以上問題，研制一種功耗低、取芯率高、便于宇航員手持操作 的月壤采樣器是當(dāng)前的主要任務(wù)目標(biāo)。
[0003]


【發(fā)明內(nèi)容】
： 為了解決技術(shù)背景存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種沖擊貫入式采樣器。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：沖擊貫入式采樣器，伺服電機(jī)同 軸連接主動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪與被動(dòng)齒輪通過齒輪傳動(dòng)連接，被動(dòng)齒輪上端面同軸固定連接 激振凸輪，激振凸輪有四個(gè)突起，沖擊塊為激振凸輪的從動(dòng)件，沖擊塊與激振凸輪的突起之 間均布有四個(gè)凸輪滾子，凸輪滾子通過軸與沖擊塊連接，彈簧導(dǎo)向柱安裝于凸輪防護(hù)罩上， 彈簧導(dǎo)向柱外側(cè)套有回復(fù)彈簧，回復(fù)彈簧置于彈簧導(dǎo)向柱和沖擊塊之間，凸輪防護(hù)罩安裝 于齒輪箱上蓋上，凸輪防護(hù)罩上開有觀察窗口，齒輪箱由上蓋和下蓋組成，上下蓋接合面處 由凸臺(tái)定位，整體安裝于上支撐板上，導(dǎo)套固定于下支撐板上，導(dǎo)套與取芯管之間安裝有鋼 球保持架，取芯管同軸螺栓固定連接于沖擊塊7的下方，機(jī)架由方鋼焊接而成，其上安裝有 把手及吊環(huán)。
[0005] 本發(fā)明具有如下有益效果：僅靠沖擊作用獲取深層樣品，無需回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，獲取的 樣品層理信息保持較好，取芯率高，可將沖擊頻率、沖擊功等多種參數(shù)單獨(dú)分離出來進(jìn)行研 究，解耦性好，接口結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便，更容易更換試驗(yàn)對(duì)象。
[0006]

【專利附圖】

【附圖說明】： 圖1本發(fā)明實(shí)施例的軸測(cè)圖； 圖2本發(fā)明實(shí)施例的局部軸測(cè)圖。
[0007] 圖中1-機(jī)架，2-把手，3-吊環(huán)，4-下蓋，5-上蓋，6-凸輪滾子，7-沖擊塊，8-凸輪 防護(hù)罩，9-彈簧導(dǎo)向柱，10-復(fù)位彈簧，11-伺服電機(jī)，12-上支撐板，13-下支撐板，14-導(dǎo) 套，15-取芯管，16-被動(dòng)齒輪，17-激振凸輪，18-主動(dòng)齒輪。

【具體實(shí)施方式】： 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明： 由圖1結(jié)合圖2所示的沖擊貫入式采樣器的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖中，交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)11同 軸連接主動(dòng)齒輪18,主動(dòng)齒輪18與被動(dòng)齒輪16通過齒輪傳動(dòng)連接，交流伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)11 通過傳動(dòng)齒輪18、16將動(dòng)力傳遞給激振凸輪17,被動(dòng)齒輪16上端面同軸固定連接激振凸輪 17,激振凸輪17有四個(gè)突起，每轉(zhuǎn)動(dòng)一周可實(shí)現(xiàn)四次沖擊，沖擊塊7為激振凸輪17的從動(dòng) 件，沖擊塊7與激振凸輪17的突起之間均布有四個(gè)凸輪滾子6,凸輪滾子6通過軸承與沖擊 塊7連接，彈簧導(dǎo)向柱9安裝于凸輪防護(hù)罩8上，為回復(fù)彈簧10的和沖擊塊提供導(dǎo)向作用， 彈簧導(dǎo)向柱9外側(cè)套有回復(fù)彈簧10,回復(fù)彈簧10置于彈簧導(dǎo)向柱9和沖擊塊7之間，更換 回復(fù)彈簧可以獲得不同的沖擊功，凸輪防護(hù)罩8安裝于齒輪箱上蓋5上，凸輪防護(hù)罩8上開 有觀察窗口，可防止凸輪因故障而造成人員傷害，同時(shí)開有觀察窗口，以便隨時(shí)觀察凸輪的 工作狀況，齒輪箱由上蓋5和下蓋4組成，上下蓋接合面處由凸臺(tái)定位，整體安裝于上支撐 板12上，導(dǎo)套14固定于下支撐板13上，用于取芯管15的定位和導(dǎo)向，導(dǎo)套14與取芯管15 之間安裝有鋼球保持架，便于在高頻作用下更好地運(yùn)作，取芯管15同軸螺栓固定連接于沖 擊塊7的下方，機(jī)架1由方鋼焊接而成，其上安裝有把手2及吊環(huán)3便于運(yùn)輸和測(cè)試。
[0008] 工作時(shí)啟動(dòng)伺服電機(jī)11驅(qū)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，通過沖擊塊7對(duì)取芯管15施加沖擊載荷， 產(chǎn)生的沖擊應(yīng)力波在取芯管中傳遞，可破壞土壤顆粒間的力鏈作用，使之變得松散。同時(shí)， 由于取芯管表面質(zhì)點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)，使得土壤顆粒具有向上單向運(yùn)移的特性，故而可以有效 提高取芯率。接口簡(jiǎn)單，可更換不同表面形貌的取芯管，為后續(xù)研究工作提供便利條件。
【權(quán)利要求】
1. 一種沖擊貫入式采樣器，其特征在于：伺服電機(jī)（11)同軸連接主動(dòng)齒輪（18)，主動(dòng) 齒輪（18)與被動(dòng)齒輪（16)通過齒輪傳動(dòng)連接，被動(dòng)齒輪（16)上端面同軸固定連接激振凸 輪（17)，激振凸輪（17)有四個(gè)突起，沖擊塊（7)為激振凸輪（17)的從動(dòng)件，沖擊塊（7)與 激振凸輪（17)的突起之間均布有四個(gè)凸輪滾子（6)，凸輪滾子（6)通過軸與沖擊塊（7)連 接，彈簧導(dǎo)向柱（9)安裝于凸輪防護(hù)罩（8)上，彈簧導(dǎo)向柱（9)外側(cè)套有回復(fù)彈簧（10)，回 復(fù)彈簧（10)置于彈簧導(dǎo)向柱（9)和沖擊塊（7)之間，凸輪防護(hù)罩（8)安裝于齒輪箱上蓋（5) 上，凸輪防護(hù)罩（8)上開有觀察窗口，齒輪箱由上蓋（5)和下蓋（4)組成，上下蓋（5、4)接 合面處由凸臺(tái)定位，整體安裝于上支撐板（12)上，導(dǎo)套（14)固定于下支撐板（13)上，導(dǎo)套 (14)與取芯管（15)之間安裝有鋼球保持架，取芯管（15)同軸螺栓固定連接于沖擊塊（7) 的下方，機(jī)架（1)由方鋼焊接而成，其上安裝有把手（2)及吊環(huán)（3)。
【文檔編號(hào)】G01N1/08GK104155143SQ201410383534
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月6日
【發(fā)明者】姜生元, 沈毅, 陳化智, 全齊全, 侯緒研, 秦藝偉 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)