[发明专利]超声波钻探器综合性能测试试验台

说明书

本发明提出一种超声波钻探器综合性能测试试验台，该试验台的机架呈“L”形，机架底部平面安装有冲击力传感器，岩石样本固定安装于冲击力传感器上，超声波钻探器垂直放置于岩石样本上表面，超声波钻探器与加载平台固定连接，加载平台与调节机构固定连接；回转电机安装于机架立柱上，滚珠丝杠通过丝杆固定端支座与丝杠活动端支座固定于机架立柱内部，回转电机通过联轴器驱动滚珠丝杠回转运动，丝杠螺母套固在滚珠丝杠上与调节机构固定连接。本发明解决了现有技术无法测定加载弹簧刚度、加载力、回复弹簧刚度、回复力等参数的问题，提出一种超声波钻探采样测试试验台，可进行上述参数对钻探效率影响的测试试验。

技术领域

本发明具体涉及一种超声波钻探采样测试试验平台，属于地外天体探测及样品采集测试领域。

背景技术

深空探测是近年来最活跃的科学领域之一，研究地外天地的地质信息有助于探索太阳系的组成、生命起源，钻取采样是深空探测中获取星壤样品的重要方式。与电磁电机驱动的钻探器相比，超声波钻探器具有体积小、功耗低和钻压力小等优点。超声波钻探器的质量、加载弹簧刚度、加载力、回复弹簧刚度、回复力、自由质量块质量、采样钻具质量等参数影响钻探器的钻进效率。

发明内容

本发明解决了现有技术无法测定超声波钻探器的质量、加载弹簧刚度、加载力、回复弹簧刚度、回复力、自由质量块质量、采样钻具质量等参数的问题，提出一种超声波钻探采样测试试验台，可进行加载力、回复弹簧刚度、回复力、自由质量块质量、采样钻具质量等参数对钻探效率影响的测试试验。

为达此目的，本发明提出一种超声波钻探器综合性能测试试验台包括冲击力传感器、超声波钻探器、调节机构、联轴器、回转电机、丝杠固定端支座、滚珠丝杠、丝杠螺母、丝杠活动端支座、加载平台和机架；

所述机架呈“L”形，所述机架的底部平面安装有冲击力传感器，用于实时测量岩石样本的冲击力，岩石样本固定安装于冲击力传感器上，所述超声波钻探器垂直放置于岩石样本的上表面，所述超声波钻探器与加载平台固定连接，所述加载平台与调节机构固定连接；

所述回转电机安装于机架的立柱上，所述滚珠丝杠通过丝杆固定端支座与丝杠活动端支座固定于机架立柱的内部，所述回转电机通过联轴器驱动滚珠丝杠的回转运动，所述丝杠螺母套固在滚珠丝杠上，所述丝杠螺母与调节机构固定连接。

优选地，所述调节机构包括导轨、两个平台滑块、移动平台、下加载弹簧、加载导轨、加载滑块、上加载弹簧和钻压力传感器，所述丝杠螺母与移动平台的左侧固定连接，所述移动平台的右侧呈“[”形，所述移动平台的右侧的上下部分分别与两个平台滑块连接，两个所述平台滑块均沿导轨滑动，所述导轨安装于机架的立柱内侧，所述下加载弹簧安装在移动平台右侧的下平面的上方，所述移动平台下平面为下加载弹簧提供支撑，所述钻压力传感器的顶部与移动平台右侧的上平面固定连接，用于实时监测作用于钻具的钻压力，所述钻压力传感器的底部与上加载弹簧的顶部固定连接，所述上加载弹簧的底部与加载平台固定连接，所述加载导轨设置在移动平台的中部，所述加载滑块可沿加载导轨上下移动，所述加载平台与加载滑块固定连接。

优选地，所述丝杠螺母的位移通过控制回转电机的转动角度来调节。

优选地，所述机架的底部下方安装有橡胶脚垫。

本发明所述的超声波钻探器综合性能测试试验台的工作原理为：

所述丝杠螺母的位移通过控制回转电机的转动角度来调节，丝杠螺母进而调节下加载弹簧与上加载弹簧的压缩量，最终实现超声波钻探器的钻压力调节

本发明所述的超声波钻探器综合性能测试试验台的有益效果为：

1)所述超声波钻探器综合性能测试试验台的钻压力在钻削过程中对钻削效率影响显著，合理设定不同岩石钻压力值，可有效发挥超声钻探器超声振动效率，本发明具有控制垂直钻压力的功能，可研究不同钻压力超声波钻探器的效率。