[发明专利]锁销式丝母机械自适应钻进加载机构

说明书

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，特别是涉及一种锁销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，本发明提供了一种锁销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：一种锁销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C型槽，C型槽内上曲面配合连接有锁销，锁销与C型槽连接端面的形状与该上曲面吻合，锁销可沿吻合面有限角度旋转，锁销与冲击质量块间设有向内弹压锁销的恢复弹簧，锁销另一端为击打端，该击打端下面与外螺旋上端面接触，锁销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，锁销为两个以上周向均匀排列。

所述的锁销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C型槽上沿向下延伸有一限制锁销向内旋转角度的凸起。

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、锁销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，锁销则取代螺母螺纹，在钻杆回转速度不变而轴向给进减慢时锁销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锁销击打端与钻杆外螺旋分离，在储能弹簧作用下锁销和冲击质量块迅速下行，下行过程中拉绳逐渐放松，在恢复弹簧作用下击打端进入下一螺旋空间，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，锁销结构能满足较大激振力需求，工作稳定锁销与钻杆外螺旋不会误脱离，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。

附图说明

图1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储能弹簧；9锁销；10恢复弹簧；11拉绳。

具体实施方式

本发明实施例如图1所示，该锁销式丝母机械自适应钻进加载机构设有上连接板1和下连接板2，上连接板1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1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1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内侧相对设有两个C型槽，C型槽轴向位置相差半个外螺旋4的螺旋距，C型槽内上曲面配合连接有锁销9，锁销9与C型槽连接端面的形状与该上曲面吻合，C型槽上沿向下延伸有一限制锁销9向内旋转角度的凸起，锁销9可沿吻合面在一定角度内旋转，锁销9与冲击质量块6间设有向内弹压锁销9的恢复弹簧10，锁销9另一端为击打端，该击打端下面与外螺旋4上端面接触，冲击质量块6、锁销9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，锁销9则取代螺母螺纹；锁销9上固定连接有一拉绳11，拉绳11另一端与导柱5固定连接，控制锁销9与外螺旋4的离合。

工作开始时钻杆3回转，冲击质量块6、锁销9相对于上连接板1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，锁销9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11牵引下锁销9击打端与钻杆外螺旋4分离，在储能弹簧8作用下锁销9和冲击质量块6迅速下行，下行过程中拉绳11逐渐放松，在恢复弹簧8作用下击打端进入下一螺旋空间，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。