[发明专利]基于管状织物抽拔顺滑机理的钻探采样装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织精密计量仪器技术领域，涉及一种基于管状织物回折抽拔机理的钻探采样装置及方法与用途。

背景技术

地外天体无人取样技术作为航空航天领域的关键技术问题，开始受到越来越多的国家及科研机构的青睐。有报道已经开始研究一种能保持原始地质层理信息的取芯机构，机构中取芯钻杆与保持芯管之间的空间设有波纹管状折叠的软袋，软袋下端可延展至保持芯管下沿处并内翻至保持芯管内部与软袋接头相连，软袋接头通过牵引绳与整形吊点相连，在钻探采样的过程中，包裹有月壤样品的软袋被抽拔进入到保持芯管内部，最终从保持芯管内部抽拔出来，以实现在保证月壤层理信息不被破坏的前提下进行采集封装(邓宗全，姜生元，陈明，全齐全，侯绪研，唐德威，张吉，高兴文，能保持原始地质层理信息的取心机构，发明专利，申请号：201210200209.3，申请日：2012年06月18日，申请公布号：CN 102720501A，申请公布日：2012年10月10日；姜生元，邓宗全，陈明，张吉，高兴文，乔飞，王印超，双层软袋钻探取心采样机构，发明专利，申请号：201210200212.5，申请日：2012年06月18日，授权公告号：CN 102721572 B，授权公告日：2013年12月04日；岳洪浩，邓宗全，唐德威，姜生元，吴淼，月壤钻探取心机构性能测试系统，发明专利，申请号：201410312045.2，申请日：2014年07月03日，申请公布号：CN 104062141 A，申请公布日：2014年09月24日)。这些专利技术所述的范畴虽然有涉及针对月壤钻探采样的钻探采样机构和相关方法与原理，但均未涉及本发明所提供的钻探采样装置及方法与用途，尤其未涉及本发明所提供的一种基于管状织物(软袋包括在本发明范围内)抽拔顺滑机理的钻探采样装置及方法与用途。

然而，研究管状织物从套接于圆管外壁到被回折抽拔拉入圆管内部的过程中，管状织物所受到的抽拔力大小具有重大的应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于管状织物抽拔顺滑机理的钻探采样装置及方法与用途，可快速、准确地测量管状机织物、管状针织物、管状非织造物、管状编织物、管状薄膜、管状橡胶及管状复合织物套接于圆管壁上的抽拔顺滑性，并可得出整个过程中管状织物所受的抽拔力-时间(Pull-outforce-time，F_p-t)曲线，并可通过计算获得抽拔顺滑度-时间(Pull-out smoothness-time，S_p-t)曲线。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种基于管状织物抽拔顺滑机理的钻探采样装置，其特征在于，包括钻探采样机构、信号采集系统和样品盛装装置；所述的样品盛装装置包括储样筒以及设于储样筒内的土壤颗粒物；所述的钻探采样机构包括动力机构以及样品收集机构；所述的动力机构包括中空螺旋钻杆以及固定于中空螺旋钻杆下端的空心钻头，空心钻头设于储样筒上侧；所述的样品收集机构包括圆管、管状织物、设于圆管内的夹紧装置以及柔性拉绳，圆管设于中空螺旋钻杆内，管状织物的上端套接于圆管外壁上，下端内翻至圆管内部的头端拐角处，由夹紧装置夹持；所述的信号采集系统包括推拉力计，柔性拉绳下端与夹紧装置连接从而牵引管状织物，上端与推拉力计相连；所述的中空螺旋钻杆能够螺旋向下给进，当中空螺旋钻杆螺旋向下给进时，圆管能够随中空螺旋钻杆同步向下运动。

优选地，所述的动力结构还包括升降板、导轨、调速电机以及固定板；所述的样品收集机构还包括固定于升降板上的圆管固定平台，圆管的上端固定连接圆管固定平台；固定板设于支撑架上，固定板上固定有导轨，升降板设于导轨上并能沿导轨上下滑动，中空螺旋钻杆穿过升降板以及固定板，中空螺旋钻杆能在调速电机的带动下螺旋向下给进，当中空螺旋钻杆螺旋向下给进时，升降板在中空螺旋钻杆的带动下向下运动，进而带动圆管同步向下运动。

更优选地，所述的调速电机固定于升降板上，升降板上还设有用于平衡调速电机的重量的平衡重锤。

更优选地，所述的样品收集机构还包括末端封口装置，所述的末端封口装置设于管状织物的上端。

优选地，所述的信号采集系统还包括带有信号采集软件的微型计算机，微型计算机与推拉力计相连。