一种单压电叠堆作动的回转冲击超声波钻的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单压电叠堆作动的回转冲击超声波钻。
【背景技术】
[0002]钻取采样是深空探测采样中获取岩石样品的重要方式。超声波钻利用压电叠堆产生的高频轴向冲击振动破碎岩石。与电磁电机驱动的回转冲击钻相比，超声波钻具有体积小、功耗低和钻压力小等优点。由于只有纵向振动，传统超声波钻在钻取采样过程中不能将岩石碎肩及时排出，降低了钻进效率。电磁电机被引入到超声波钻中产生回转运动用于排肩，但增加了系统复杂性，降低了系统可靠性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种单压电叠堆作动的回转冲击超声波钻，以解决由于只有纵向振动，传统超声波钻在钻取采样过程中不能将岩石碎肩及时排出，降低了钻进效率。电磁电机被引入到超声波钻中产生回转运动用于排肩，但增加了系统复杂性，降低了系统可靠性问题。
[0004]本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是:
[0005]—种单压电叠堆作动的回转冲击超声波钻，它包括采样钻杆、冲击支撑机构、冲击驱动器、压电叠堆驱动器、回转驱动机构、回转支撑机构、支撑框架、压电叠堆电接口正极和压电叠堆电接口负极；
[0006]所述支撑框架内从上至下依次设置有回转支撑机构、回转驱动机构、压电叠堆驱动器、冲击驱动器和冲击支撑机构，所述采样钻杆穿过冲击支撑机构与冲击驱动器相连接，所述压电叠堆电接口正极和压电叠堆电接口负极分别穿过支撑框架与压电叠堆驱动器的两端相连接；
[0007]所述回转驱动机构包括V型耦合振子、转子、回转预紧碟簧、回转预紧螺母和回转驱动轴，V型耦合振子的下端与压电叠堆驱动器相连接，所述回转驱动轴从上至下依次穿过回转预紧螺母、回转预紧碟簧、转子和V型耦合振子，所述回转驱动轴的上端设置有回转支撑机构，所述回转驱动轴的下端设置有压电叠堆驱动器。
[0008]本发明具有以下有益效果:
[0009]1、本发明结构设计科学合理，由压电叠堆驱动器作为唯一动力来源，充分利用压电叠堆两侧的振动，将压电叠堆驱动器一侧的振动转变为采样钻杆的回转运动，压电叠堆驱动器另一侧的振动转变为采样钻杆的冲击运动，最终实现本发明的回转冲击运动。
[0010]2、本发明可实现冲击模式和回转冲击式模式两种工作模式，并能够在两模式间自由切换，灵活性强。
[0011]3、本发明使用安全可靠且结构设计简单，适于普遍推广使用。
【附图说明】
[0012]图1是本发明去掉部分支撑框架7的主视结构示意图；
[0013]图2是采样钻杆I的立体结构示意图；
[0014]图3是采样钻杆I的装配图；
[0015]图4是冲击支撑机构2的主视结构剖面图；
[0016]图5是冲击驱动器3的主视结构剖面图；
[0017]图6是压电叠堆驱动器4的立体结构剖面图；
[0018]图7是多层压电陶瓷圈4-2的立体结构示意图；
[0019]图8是本发明的主视结构剖面图，图中去掉压电叠堆电接口正极8和压电叠堆电接口负极9 ;
[0020]图9是回转驱动机构5中V型耦合振子5-1的工作原理示意图；
[0021]图10是图9的俯视结构示意图；
[0022]图11是图9的立体结构示意图；
[0023]图12是回转驱动轴5-6和钻杆基轴1-2的连接关系示意图；
[0024]图13是回转支撑机构6的主视结构剖面图；
[0025]图14是支撑框架7的主视结构剖面图。
【具体实施方式】
[0026]【具体实施方式】一:结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13和图14说明本实施方式，本实施方式包括采样钻杆1、冲击支撑机构2、冲击驱动器3、压电叠堆驱动器4、回转驱动机构5、回转支撑机构6、支撑框架7、压电叠堆电接口正极8和压电叠堆电接口负极9 ;
[0027]所述支撑框架7内从上至下依次设置有回转支撑机构6、回转驱动机构5、压电叠堆驱动器4、冲击驱动器3和冲击支撑机构2，所述采样钻杆I穿过冲击支撑机构2与冲击驱动器3相连接，所述压电叠堆电接口正极8和压电叠堆电接口负极9分别穿过支撑框架7与压电叠堆驱动器4的两端相连接；
[0028]所述回转驱动机构5包括V型耦合振子5-1、转子5-2、回转预紧碟簧5_3、回转预紧螺母5-4和回转驱动轴5-6，V型耦合振子5-1的下端与压电叠堆驱动器4相连接，所述回转驱动轴5-6从上至下依次穿过回转预紧螺母5-4、回转预紧碟簧5-3、转子5-2和V型耦合振子5-1，所述回转驱动轴5-6的上端设置有回转支撑机构6，所述回转驱动轴5-6的下端设置有压电叠堆驱动器4。
[0029]【具体实施方式】二:结合图8说明本实施方式，本实施方式所述回转驱动机构5还包括键5-5，所述键5-5设置在回转驱动轴5-6上，所述转子5-2通过键5_5与回转驱动轴5-6连接。其他结构及连接关系与【具体实施方式】一相同。
[0030]【具体实施方式】三:结合图1、图2、图3和图8说明本实施方式，本实施方式中所述采样钻杆I包括螺旋钻杆1-1和钻杆基轴1-2，所述螺旋钻杆1-1与钻杆基轴1-2可拆卸连接。
[0031]本实施方式中钻杆基轴1-2上加工有安装用盲孔，所述螺旋钻杆1-1插设在钻杆基轴1-2的安装用盲孔内，如此设置便于螺旋钻杆1-1和钻杆基轴1-2之间组装和拆卸。其他结构及连接关系与【具体实施方式】一或二相同。
[0032]【具体实施方式】四:结合图4说明本实施方式，本实施方式中所述冲击支撑机构2包括冲击压板2-1、第一深沟球轴承2-2、导向铜套2-3和限位螺母2-4，所述冲击压板2_1与支撑框架7的底部可拆卸连接，所述钻杆基轴1-2上由内至外依次套装有导向铜套2-3和冲击压板2-1，所述第一深沟球轴承2-2套装在钻杆基轴1-2上并与导向铜套2-3相贴紧，所述限位螺母2-4位于支撑框架7外且套装导向铜套2-3上。
[0033]本实施方式中第一深沟球轴承2-2安装在导向铜套2-3上，承接冲击弹簧3_3与导向铜套2-3间的回转运动。导向铜套2-3为钻杆基轴1-2提供导向，螺母2-4将导向铜套2-3固定在冲击压板2-1上。其他结构及连接关系与【具体实施方式】三相同。
[0034]【具体实施方式】五:结合图5和图8说明本实施方式，本实施方式中所述冲击驱动器3包括冲击驱动变幅杆3-1、自有质量块3-2和冲击弹簧3-3，所述冲击驱动变幅杆3-1、自有质量块3-2和冲击弹簧3-3从上到下依次同轴设置，所述驱动变幅杆3-1为上宽下窄的空心杆体，所述钻杆基轴1-2沿驱动变幅杆3-1的轴向方向依次穿过驱动变幅杆3-1、自有质量块3-2和冲击弹簧3-3。
[0035]本实施方式中冲击驱动变幅杆3-1为上宽下窄的空心杆体，其包括锥形空心杆和空心块，所述锥形空心杆位于空心块的上方并与空心块相连通，所述自有质量块3-2位于空心块内。自由质量块3-2位于冲击驱动变幅杆3-1和钻杆基轴1-2之间，由冲击弹簧3-3提供预紧。
[0036]【具体实施方式】六:结合图6、图7和图8说明本实施方式，本实施方式中所述压电叠堆驱动器4包括中性连接板4-1、中空预紧螺栓4-5、绝缘套4-6、多片压电陶瓷圈4-2、多个导电铜片正极4-3和多个导电铜片负极4-4，所述钻杆基轴1-2的上端穿过中性连接板
4-1和多片压电陶瓷圈4-2，所述钻杆基轴1-2的上端通过中空预紧螺栓4-5与回转驱动轴
5-6相连接，所述中空预紧螺栓4-5外套装有绝缘套4-6，所述多片压电陶瓷圈4-2均布在中性连接板4-1的上下两端，所述中性连接板4-1水平设置且与支撑框架7固定连接，所述多个导电铜片正极4-3位于多片压电陶瓷圈4-2的一侧，每两层相邻压电陶瓷4-2之间插设有一个导电铜片正极4-3，所述压电叠堆电接口正极8穿设在多个导电铜片正极4-3上；所述多个导电铜片负极4-4位于多片压电陶瓷圈4-2的另一侧，每两层相邻压电陶瓷4-2之间插设有一个导电铜片负极4-4，所述压电叠堆电接口负极9穿设在多个导电铜片负极4-4上，所述冲击驱动变幅杆3-1的上端与多片压电陶瓷圈4-2中最下层的压电陶瓷圈4-2相贴紧，所述V型耦合振子5-1的下端与多片压电陶瓷圈4-2中最上层的压电陶瓷圈4-2相贴紧。
[0037]本实施方式中多片压电陶瓷圈4-2分为均等的两部分布置在中性连接板4-1的上下两端，当压电陶瓷圈4-2的片数为四个时，四片压电陶瓷圈4-2分别布置在中性连接板
4-1的两侧。压电陶瓷圈4-2极性相同面相对布置，正极面之间插入导电铜片正极4-3，负极面之间插入导电铜片负极4-4。导电铜片正极4-3连接压电叠堆电接口正极8，导电铜片负极4-4连接压电叠堆电接口负极9。中空预紧螺栓4-5将V型耦合振子5-1与冲击驱动变幅杆3-1连接与压电叠堆驱动器4的上下两侧。中空预紧螺栓4-5与压电陶瓷4-2间布置有绝缘套4-6。中空预紧螺栓4-5的内孔为回转驱动轴5-6和钻杆基轴1-2提供配合空间。其他结构及连接关系与【具体实施方式】五相同。
[0038]【具体实施方式】七:结合图1、图8和图13说明本实施方式，本实施方式中回转支撑