[发明专利]一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器

说明书

技术领域：

本发明涉及天体探测设备技术领域，尤其是指一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器。

背景技术：

经过51年的发展，我国航天事业已经形成了六个能力——进入空间的能力、卫星研制能力、载人航天能力、深空探测能力、航天基础与保障能力，以及卫星应用能力。深空探测的能力，实施月球探测工程是中国向深空探测迈出的第一步。这一工程分三个阶段实施。在第一阶段，发射在月球200公里轨道运行的月球卫星——嫦娥1号，它的任务是拍摄月表三维照片，分析月球上多种元素的分布，探测月壤厚度，探测地月空间环境。完成第一阶段工程后，将实施第二、第三阶段工程，2013年左右，完成月面软着陆探测；在2020年前，发射小型采样返回舱，采集月球样品返回地球，进行深入研究。这就需要一种针对星体表面贯入进行探测的工具。

发明内容：

本发明旨在提供一种能够实现针对地外天体探测而自动潜入到天体表层数米以下进行探测任务的冲击贯入式自动潜入器，具体是指一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器。

本发明的目的是以如下方式实现的：

一种利用双螺母循环机构的冲击贯入式星壤潜入器，主要由下潜壳、冲击重锤、储能弹簧、缓冲弹簧、擒纵机构、双向螺母机械换向单元、驱动单元构成，其特征在于：下潜壳为封闭壳体，头部为锥形，有利于贯入下潜；壳体与锥头通过弹性连接套柔性连接，潜入头又分为两部分由锥尖头和锥头体组成，锥尖头可在锥头体内一定范围内移动，用波形弹簧复位；冲击重锤在驱动单元和储能弹簧作用下，由擒纵控制提升高度储能与脱开实现撞击壳体；储能弹簧为冲击重锤储存能量；擒纵机构由弹簧钩，楔形挡块和特殊形状的螺母组成，以实现螺母与弹簧钩嵌合与脱节；双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母、右旋螺母、滑套、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆组成；驱动单元主要由行星减速机、联轴器螺杆组成，为潜入器提供动力；而该潜入器所需的电能以及信号通过潜入器尾端的电缆来传递； 

整个下潜壳主要由潜入头、弹性连接套、毛毡圈、密封圈、下部壳体、滑道、中部壳体、上部壳体及上盖组成；

冲击重锤由重锤用锤头与弹簧钩固定连接在一起，有两道对称分布的滑动槽，限定在壳体的滑道内，只能延滑道上下滑动；中心开有腰形长孔，限定拉杆在孔内上下滑动，当螺杆旋转时螺母上下移动，带动拉杆拉动冲击重锤提升实现储能； 

储能弹簧在冲击重锤提升时被压缩而储能，为冲击重锤撞击锥头提供动能；

缓冲弹簧延缓驱动单元向上冲击时的撞击时间，大大减小机构向上的撞击力；

擒纵机构主要由楔形挡块、弹簧钩、特殊形状拉杆组成，随着拉杆上下移动实现拉杆与弹簧钩的嵌合与脱开，从而完成重锤储能与撞击；

双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母、右旋螺母、滑套、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆组成，卡簧套向上可与机架接触，向下可与重锤接触；电机右旋，左旋螺母与右旋螺母交替工作，从而实现机构向上向下移动，推动拉杆与弹簧钩脱开与嵌合；以实现重锤上移储能，弹簧钩与拉杆脱节实现重锤向下冲击与壳体撞击；右旋螺母工作时换向组件和重锤组件向上移动，当卡簧套与机架接触时，卡簧套被向下推动，卡簧套带动限位键和滑动键向下移动，到一定位置后限位键与右旋螺母脱离，右旋螺母停止工作，组件停止上升，电机继续旋转，左旋螺母与右旋螺母随双向螺杆一起右转，当限位键与左旋螺母侧面接触后左旋螺母开始工作，机构组件向下移动；当下移到卡簧套与重锤接触时，同样过程完成左旋螺母向右旋螺母工作交替；卡簧套凸起头部分与拉杆球形面接触，球形面两端分别是光滑环槽，卡簧凸起头在上升阶段与上面环槽接触，下降阶段与下面环槽接触，限制限位键只与左旋螺母或者右旋螺母中的一个侧面接触，控制一个时刻只有一个螺母工作；滑套为两个螺母提供一个封闭空间，两侧开有滑动槽，限位键与滑动键在槽内上下移动； 

双向螺杆螺旋升角足够大时螺旋机构不能自锁，当一个螺母工作时另一个螺母被动向上或向下随动；

驱动单元主要由行星减速机、联轴器、双向螺杆、推力轴承、机架组成，为整个潜入器提供动力来源，该单元只能限定一定位置内上下移动；与缓冲弹簧共同作用下减缓向上的冲击力。

本发明的有益效果是：结构精巧，设计合理，自动化控制运转，工作过程平稳流畅，专门为星体表面探测设计使用。

附图说明：

图1是本发明结构示意图；