[发明专利]单电机回转冲击动力自分配钻进采样装置

说明书

单电机回转冲击动力自分配钻进采样装置，本发明涉及月壤探测技术领域。本发明为了解决现有技术中月球土壤原位探测工作发射成本较高，设备集成度低，质量高等特点的问题。本发明包括凸轮冲击单元、驱动单元和钻杆，所述冲击钻进装置用于安装在探测器机体上，驱动单元上部连接有提供冲击作业的凸轮冲击单元，下部连接有钻杆，所述钻杆下部安装有钻头，钻杆在驱动单元和凸轮冲击单元共同作用下完成对月壤剖面的钻进和冲击作业。本发明用于月壤剖面破碎钻进与原位探测。

技术领域

本发明涉及月壤探测技术领域，具体涉及单电机回转冲击动力自分配钻进采样装置。

背景技术

距离最近的月球上，存在的大量矿物资源与地球有很多相似，所以在地球上的自然资源被大量消耗的情况下，人类将已经将未来的开采目标着眼于月球上。对月球土壤样品进行的结构分析和成分分析，是人类开发月球资源之前所必须要准备的基础工作。因此，宇航员和月球土壤采样设备在月面上获取具有原态层理信息的月球土壤剖面样品，是月球土壤探测任务中的重要项目之一。在月球土壤探测采样工作中，由于发射成本较高，对质量的要求十分严格，需要月壤探测采样设备具备集成度高、可靠性高、质量轻等特点，因此亟需提供一种单电机回转冲击动力自分配钻进采样装置。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中月球土壤探测工作发射成本较高，设备集成度低，质量高等特点的问题，进而提供一种单电机回转冲击动力自分配钻进采样装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：一种单电机回转冲击动力自分配钻进采样装置包括凸轮冲击单元、驱动单元和钻杆，所述冲击钻进装置用于连接在探测器机体上，驱动单元上部连接有提供冲击作业的凸轮冲击单元，下部连接有钻杆，所述钻杆下部安装有钻头，钻杆在驱动单元里和凸轮冲击单元共同作用下完成对月壤或月壤剖面的钻进和冲击作业。

进一步地，所述驱动单元包括中空电机、芯轴和压紧套，所述中空电机内部通过轴承A连接有电机转子，所述电机转子中间部分设置有电机转子内花键，电机转子一端加工有复位弹簧槽；

所述芯轴为阶梯轴结构，朝向钻杆方向依次设置为电机转子连接段、滑环内圈连接段、法兰段和钻杆连接段，所述电机转子连接段上设置有电机转子外花键，所述滑环内圈连接段上设置有滑环内圈外花键，所述钻杆连接段和钻杆固定连接，所述电机转子连接段和电机转子间花键配合，电机转子连接段的顶部和压紧套的芯轴连接槽固定连接，压紧套随着芯轴做圆周运动和轴线运动。

进一步地，所述复位弹簧槽里安装有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别顶在复位弹簧槽的底部和滑环内圈连接段的台阶面上。

进一步地，所述驱动单元还包括安装在滑环内圈连接段上的滑环内圈，所述滑环内圈中间部分为导向孔，所述导向孔的孔壁上设置有滑环内圈内花键，滑环内圈连接段和导向孔间花键配合，滑环内圈安装在滑环外圈内部，所述滑环外圈和滑环内圈间为间隙配合，保证芯轴在旋转过程当中的同轴度，所述滑环外圈的上部和中空电机的外壳固定连接。

进一步地，所述驱动单元还包括安装在法兰段上的导向块，所述导向块安装在导向壳体内部并能够轴向滑动，保证钻杆与冲击钻进采样装置的同轴度，所述导向壳体的上端和滑环外圈固定连接。

进一步地，所述凸轮冲击单元包括设置在凸轮外壳内部的凸轮滚子、凸轮导轮和凸轮质量块；所述凸轮滚子为中空结构，其包括凸轮导轮连接段，所述凸轮导轮连接段下部连接轴承连接段，所述凸轮导轮连接段上设置有两个凸轮导轮固定架，每个凸轮导轮固定架里均通过轴承转动连接有凸轮导轮，所述凸轮导轮随着凸轮滚子做圆周运动，不产生轴向位移，所述轴承连接段通过轴承B和钻进上端盖转动连接，钻进上端盖上部和凸轮外壳连接，下部和中空电机的外壳连接；

所述凸轮质量块设置在凸轮滚子上部，其包括凸轮弹簧连接段，所述凸轮弹簧连接段下部从内向外依次连接有压紧套冲击段和凸轮圆柱壁，凸轮弹簧连接段中间部分加工有盲孔，所述盲孔的孔壁上设置有内花键，盲孔外侧加工有凸轮弹簧槽，所述压紧套冲击段穿过凸轮滚子。