一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构制造技术

一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构，本发明专利技术涉及月球探测设备技术领域。本发明专利技术为了解决现有技术中在对月壤水冰地下勘探过程中，探测器因为体积大不便于降落在月球撞击坑底部，月壤地下勘探困难的问题。本发明专利技术柔性伸缩钻杆机构包括柔性探尺驱动器、钻进系统和电动推杆；所述柔性探尺驱动器安装在钻进系统的上部，所述钻进系统安装在飞跃器上，所述电动推杆的一端和钻进系统铰接，另一端和飞跃器铰接，所述柔性伸缩钻杆机构通过电动推杆、柔性探尺驱动器和钻进系统中的多级伸缩钻杆共同完成飞跃器的移动和月壤的采样。本发明专利技术用于月球土壤探测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构


[0001]本专利技术涉及月球探测设备
，具体涉及一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构。

技术介绍

[0002]在月球南北极地区的一些撞击坑底部，由于月球没有大气，因此不存在散射作用，阳光直射不到的地方就会形成“永久阴影区”。月球南北极的“永久阴影区”作为验证月球水资源是否存在的最佳场所，对其地下勘探的意义十分重大。在月壤水冰探测过程中，需要对纵深剖面原位月壤的综合物性参数进行精准测量，感测月壤剖面是否存在水冰物质的同时解析出水冰物质存在形式、储藏丰度及其纵深分布规律。想要实现上述目的就要对撞击坑底部进行地下月壤采集，探测器往往因为体积大，不便于降落在撞击坑底部时，就需要依靠探测器上搭载的飞跃器进行月壤地下勘探，因此亟需提供一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决现有技术中在对月壤水冰地下勘探过程中，探测器因为体积大不便于降落在月球撞击坑底部，月壤地下勘探困难的问题，进而提供一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构。
[0004]本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构，包括柔性探尺驱动器、钻进系统和电动推杆；所述柔性探尺驱动器安装在钻进系统的上部，所述钻进系统安装在飞跃器上，所述电动推杆的一端和钻进系统铰接，另一端和探测器铰接，所述柔性伸缩钻杆机构通过电动推杆、柔性探尺驱动器和钻进系统中的多级伸缩钻杆共同完成飞跃器的移动和月壤的采样。
[0005]进一步地，所述钻进系统还包括前导向杆、导向套筒和螺旋取芯钻头；所述前导向杆为中空结构，所述前导向杆的一端和柔性探尺驱动器连接，另一端和空心回转电机连接，所述导向套筒为中空结构，所述导向套筒的一端和空心回转电机的转子连接，另一端和多级伸缩钻杆连接，所述螺旋取芯钻头和多级伸缩钻杆连接。
[0006]进一步地，所述柔性探尺驱动器包括安装在柔性探尺驱动器外壳内部的蜗卷弹簧轴、柔性探尺钢带、主动摩擦轮和从动摩擦轮；所述蜗卷弹簧轴、所述主动摩擦轮和所述从动摩擦轮均转动连接在柔性探尺驱动器外壳的内壁上，所述柔性探尺钢带的一端缠绕连接在蜗卷弹簧轴上，然后经过主动摩擦轮和从动摩擦轮的预紧，另一端依次穿过前导向杆、空心回转电机的转子和导向套筒后和多级伸缩钻杆连接。
[0007]进一步地，所述多级伸缩钻杆为从内向外的P级圆柱形钻杆组成的伸缩结构，P≥2且P正整数，最内侧的钻杆末端和螺旋取芯钻头连接；每个所述钻杆的外侧为槽壁，内侧为槽道，所述槽道的末端设置有限位台阶，所述槽壁的末端设置有限位轴孔，顶端设置有杆端限位台阶，所述限位轴孔里安装有限位轴卡，相邻的两个钻杆上的槽壁和槽道相互配合，构
成层级嵌套滑槽。
[0008]进一步地，所述柔性探尺钢带的截面为C型，其横截面积随着钻杆级数的变化而变化。
[0009]进一步地，所述前导向杆、所述导向套筒和所述空心回转电机的转子上均开有柔性探尺齿槽。
[0010]进一步地，所述电动推杆的一端和空心回转电机的外壳铰接，另一端和飞跃器铰接，所述飞跃器下部安装有一组机械足。
[0011]进一步地，所述电动推杆为三个，所述机械足为四个。
[0012]进一步地，所述导向套筒通过球铰和飞跃器铰接。
[0013]进一步地，所述多级伸缩钻杆的各级钻杆侧壁上设置有限位槽，所述限位槽里安装有限位滑块。
[0014]本专利技术具有以下有益技术效果：
[0015]本专利技术采用多级伸缩钻杆及电动推杆共同协同完成飞跃器的摇橹式移动铲掘潜入方式，铲掘功耗低，此种潜入方式相较于传统的潜入方式扰动要更低，能尽量避免对本来含量就较低的水冰物质产生较大的诱导挥发作用。当飞跃器在钻进采样时，柔性探尺驱动器的作用为提供轴向进尺力，使螺旋取芯钻头在一定轴压力下完成采样操作，空心回转电机在钻进过程中为钻杆提供所需的转矩。本专利技术可以同时实现地下月壤采样以及作为“机械腿”支撑探测器行走的功能，便于降落在月球撞击坑底部勘探月壤。
[0016]本专利技术通过柔性探尺驱动器实现钻杆逐级伸长，而且在多级伸缩钻杆的每个钻杆端部安装限位轴卡，钻杆收回时不会出现拉漏，柔性伸缩钻杆机构的进尺与收尺功能由柔性探尺驱动器驱动，进尺与收尺过程稳定，柔性伸缩钻杆机构的柔性探尺驱动器可有效的收纳柔性探尺钢带，空间利用率高。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的结构示意图；
[0018]图2是柔性伸缩钻杆机构的结构示意图；
[0019]图3是钻进系统连接方式示意图；
[0020]图4是柔性探尺齿槽的截面示意图；
[0021]图5是限位滑块的结构示意图；
[0022]图6是多级伸缩钻杆的内部结构示意图；
[0023]图7是柔性探尺驱动器的内部结构示意图；
[0024]图8是柔性探尺钢带的几何结构示意图；
[0025]图9是本专利技术实施例中飞跃器摇橹式移动示意图之一；
[0026]图10是本专利技术实施例中飞跃器摇橹式移动示意图之二；
[0027]图11是本专利技术实施例中飞跃器摇橹式移动示意图之三；
[0028]图12是本专利技术实施例中飞跃器摇橹式移动示意图之四；
[0029]图中，1、柔性探尺驱动器；1
‑
1、柔性探尺驱动器外壳；1
‑
2、蜗卷弹簧轴；1
‑
3、柔性探尺钢带；1
‑
4、主动摩擦轮；1
‑
5、从动摩擦轮；2、前导向杆；3、电滑环；4、空心回转电机；5、导向套筒；6、多级伸缩钻杆；6
‑
1、连接轴孔；6
‑
2、限位轴卡；6
‑
3、限位轴孔；6
‑
4、限位台阶；
6
‑
5、槽壁；6
‑
6、槽道；6
‑
7、杆端限位台阶；7、螺旋取芯钻头；8、柔性探尺齿槽；9、连接销轴；10、限位槽；11、限位滑块；11
‑
1、滑块；11
‑
2、弹簧；12、机械足；13、电动推杆；14、球铰。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合说明书附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，其中飞跃器各部件靠近月壤的一端为末端，远离月壤的一端为顶端。
[0031]具体实施方式一：结合图1至图12说明本实施方式，本实施方式所述飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构，包括柔性探尺驱动器1、钻进系统和电动推杆13；所述柔性探尺驱动器1安装在钻进系统的上部，所述钻进系统安装在飞跃器上，所述电动推杆13的一端和钻进系统铰接，另一端和飞跃器铰接，所述柔性伸缩钻杆机构通过电动推杆13、柔性探尺驱动器1和钻进系统中的多级伸缩钻杆6共同完成飞跃器的移动和月壤的采样。
[0032]在月球土壤探测采样工作中，由于发射成本较高，对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构，其特征在于：所述柔性伸缩钻杆机构包括柔性探尺驱动器(1)、钻进系统和电动推杆(13)；所述柔性探尺驱动器(1)安装在钻进系统的上部，所述钻进系统安装在飞跃器上，所述电动推杆(13)的一端和钻进系统铰接，另一端和飞跃器铰接，所述柔性伸缩钻杆机构通过电动推杆(13)、柔性探尺驱动器(1)和钻进系统中的多级伸缩钻杆(6)共同完成飞跃器的移动和月壤的采样。2.根据权利要求1所述的一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构，其特征在于：所述钻进系统还包括前导向杆(2)、导向套筒(5)和螺旋取芯钻头(7)；所述前导向杆(2)为中空结构，所述前导向杆(2)的一端和柔性探尺驱动器(1)连接，另一端和空心回转电机(4)连接，所述导向套筒(5)为中空结构，所述导向套筒(5)的一端和空心回转电机(4)的转子连接，另一端和多级伸缩钻杆(6)连接，所述螺旋取芯钻头(7)和多级伸缩钻杆(6)连接。3.根据权利要求1所述的一种飞跃器专用柔性伸缩钻杆机构，其特征在于：所述柔性探尺驱动器(1)包括安装在柔性探尺驱动器外壳(1
‑
1)内部的蜗卷弹簧轴(1
‑
2)、柔性探尺钢带(1
‑
3)、主动摩擦轮(1
‑
4)和从动摩擦轮(1
‑
5)；所述蜗卷弹簧轴(1
‑
2)、所述主动摩擦轮(1
‑
4)和所述从动摩擦轮(1
‑
5)均转动连接在柔性探尺驱动器外壳(1
‑
1)的内壁上，所述柔性探尺钢带(1
‑
3)的一端缠绕连接在蜗卷弹簧轴(1
‑
2)上，然后经过主动摩擦轮(1
‑
4)和从动摩擦轮(1
‑
5)的预紧，另一端依次穿过前导向杆(2)、空心回转电机(4)的转子和导向套筒(5)后和多级伸缩钻杆(6)连接。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜生元，张伟伟，马如奇，刘君巍，段骁航，苏小波，陈明，崔中雨，唐钧跃，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：