[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

摘要

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：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。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。

主权项

一种依靠双螺母自适应机构的潜入器，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（21）和锥头体（22）组成，锥尖头（21）可在锥头体（22）内一定范围内移动，用波形弹簧（19）复位；冲击重锤在驱动单元和储能弹簧（30）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（30）为冲击重锤（27）储存能量；擒纵机构由弹簧钩（26），楔形挡块（28）和特殊形状的螺母组成，以实现螺母与弹簧钩（26）嵌合与脱节；双向螺母机械换向单元主要由左旋螺母（12）、右旋螺母（9）、滑套（10）、卡簧套（11）、限位键、滑动键和拉杆（14）组成；驱动单元主要由行星减速机（5、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（24）、毛毡圈（20）、密封圈、下部壳体（25）、滑道、中部壳体（8）、上部壳体（2）及上盖（1）组成；冲击重锤由重锤用锤头（18）与弹簧钩（26）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（13）内，只能延滑道（13）上下滑动；中心开有腰形长孔，限定拉杆（14）在孔内上下滑动，当螺杆旋转时螺母上下移动，带动拉杆（14）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（28）、弹簧钩（26）、特殊形状拉杆（14）组成，随着拉杆上下移动实现拉杆（14）与弹簧钩（26）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（12）、右旋螺母（9）、滑套（10）、卡簧套、限位键、滑动键和拉杆（14）组成，卡簧套向上可与机架（6）接触，向下可与重锤接触；电机右旋，左旋螺母（12）与右旋螺母（9）交替工作，从而实现机构向上向下移动，推动拉杆（14）与弹簧钩（26）脱开与嵌合；以实现重锤上移储能，弹簧钩（26）与拉杆（14）脱节实现重锤向下冲击与壳体撞击；右旋螺母（9）工作时换向组件和重锤组件向上移动，当卡簧套与机架（6）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（9）脱离，右旋螺母（9）停止工作，组件停止上升，电机继续旋转，左旋螺母（12）与右旋螺母（9）随双向螺杆（31）一起右转，当限位键与左旋螺母（12）侧面接触后左旋螺母（12）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（12）向右旋螺母（9）工作交替；卡簧套凸起头部分与拉杆（14）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（12）或者右旋螺母（9）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（31）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（5）、联轴器、双向螺杆（31）、推力轴承（7）、机架（6）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（3）共同作用下减缓向上的冲击力。