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专利名称：吊夯式月壤剖面模拟制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种月壤剖面模拟制备装置。
背景技术：
深层月壤采集工具是月面采样返回探测的重要装备。由于利用钻探取芯的方式可采集月面以下较深的月壤样品，而且所得到的月壤样品层理信息较为丰富，因此目前国外已经成功应用的深层月壤采集工具均采用钻探取芯的方式。又因为在深层月壤采集模拟试验过程中，模拟月壤的密实度差异会导致地面模拟试验所测参数发生较大的变化。因此，在进行深层月壤采集模拟试验之前，需要对模拟月壤进行统一工艺的制备，以确保深层月壤采集模拟试验对象具有统一状态。目前已公开的文献资料中涉及的该类制备装置多是利用倾倒法实现对模拟月壤的制备，利用倾倒法不能确保模拟月壤经制备后具有同一剖面相同的密实度分布梯度。因此，有必要针对模拟月壤研制一套剖面模拟制备装置。

发明内容
本发明的目的是提供一种吊夯式月壤剖面模拟制备装置，以解决目前制备模拟月壤时不能确保月壤具有同一剖面相同的密实度分布梯度的问题。本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是所述装置包括门式支架、模拟月壤桶、砧板、起重绳和吊夯机构，模拟月壤桶和砧板设在门式支架内，模拟月壤桶包括桶身、卸土盖和两个吊耳，桶身的侧壁下部设有卸土口，卸土盖装在桶身的卸土口处且与桶身可拆卸连接，桶身的上部装有两个吊耳，模拟月壤桶装在砧板的上方，吊夯机构由编码器、伺服电机、行星齿轮减速器、减速器支撑座、电磁离合器、弹性联轴器、右起重轴支撑座、起重滑轮轴、吊夯机安装板和左起重轴支撑座构成，伺服电机的轴端装有编码器，伺服电机的输出轴与行星齿轮减速器的输入轴传动连接，行星齿轮减速器的输出轴与电磁离合器的输入端传动连接，电磁离合器的输出轴通过弹性联轴器与起重滑轮轴传动连接，起重滑轮轴的滑轮部位连接起重绳的一端，起重绳的另一端连接模拟月壤桶吊耳，起重滑轮轴通过轴承分别支撑在左起重轴支撑座和右起重轴支撑座内，减速器支撑座、左起重轴支撑座和右起重轴支撑座均装在吊夯机安装板上，吊夯机安装板与门式支架固接。本发明具有以下有益效果在月球的形成过程中，由于表面尘埃的不断积累沉淀以及不断遭受星空陨石的撞击作用，因此产生了月壤的密实度随深度逐渐递增的特性。本发明是模仿月壤的这种天然形成过程进行模拟月壤制备的吊夯机构通过起重绳将模拟月壤桶提升至指定高度后，再将模拟月壤桶自由落体释放，并直接砸在砧板的金属撞针上，完成一次刚性冲击，经多次吊夯冲击后，实现模拟月壤的预先制备。由于在吊夯过程中，位于模拟月壤桶底部的模拟月壤先受到砧板的冲击，因此其受到的冲击作用最大。所以，在经过多次吊夯制备后，模拟月壤将呈现与月壤剖面相似的密实度特性。


图I是本发明的整体结构主视图，图2是模拟月壤桶的结构主视图，图3是砧板的结构主视图，图4是吊夯机构的结构主视图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图I-图4说明本实施方式，本实施方式的装置包括门式支架I、模拟月壤桶2、砧板3、起重绳4和吊夯机构5，模拟月壤桶2和砧板3设在门式支架I内，模拟月壤桶2包括桶身2-1、卸土盖2-3和两个吊耳2-2，桶身2-1的侧壁下部设有卸土口，卸土盖2-3装在桶身2-1的卸土口处且与桶身2-1可拆卸连接，桶身2-1的上部装有两个吊耳2-2，模拟月壤桶2装在砧板3的上方，吊夯机构5由编码器5-1、伺服电机5-2、行星齿轮减速器5-3、减速器支撑座5-4、电磁离合器5-5、弹性联轴器5-6、右起重轴支撑座5_7、起重滑轮轴5-8、吊夯机安装板5-9和左起重轴支撑座5-10构成，伺服电机5-2的轴端装有编码器5-1，伺服电机5-2的输出轴与行星齿轮减速器5-3的输入轴传动连接，行星齿轮减 速器5-3的输出轴与电磁离合器5-5的输入端传动连接，电磁离合器5-5的输出轴通过弹性联轴器5-6与起重滑轮轴5-8传动连接，起重滑轮轴5-8的滑轮部位连接起重绳4的一端，起重绳4的另一端连接模拟月壤桶吊耳2-2，起重滑轮轴5-8通过轴承分别支撑在左起重轴支撑座5-10和右起重轴支撑座5-7内，减速器支撑座5-4、左起重轴支撑座5-10和右起重轴支撑座5-7均装在吊夯机安装板5-9上，吊夯机安装板5-9与门式支架I固接。
具体实施方式
二 结合图3说明本实施方式，本实施方式的砧板3由撞针连接板3-2、软质垫木3-3和多个金属撞针3-1构成，多个金属撞针3-1均匀装在撞针连接板3_2上，软质垫木3-3镶嵌在撞针连接板3-2的下端，在模拟月壤桶2向下冲击时，由于金属撞针3-1和模拟月壤桶2的底部均为刚性部件，可以使模拟月壤在刚性冲击的作用下达到更好的夯实效果，将软质垫木3-3镶嵌在撞针连接板3-2下面可以减少模拟月壤桶2在多次冲击时对地面的损害。其它实施方式与具体实施方式
一相同。工作原理将电磁离合器5-5通电吸合,随后启动伺服电机5-2,使其逆时针旋转，回转动力依次通过行星齿轮减速器5-3、电磁离合器5-5、弹性联轴器5-6传递到起重滑轮轴5-8上，起重滑轮轴5-8逆时针旋转缠绕起重绳4的一端，起重绳4的另一端通过吊耳将模拟月壤桶2提起；当模拟月壤桶2被提升至指定高度时，瞬时将电磁离合器5-5断电，此时起重滑轮轴5-8和伺服电机5-2分离，模拟月壤桶2悬空并以自由落体的方式加速下落，并与站板3发生撞击,完成一次冲击；停止伺服电机5-2,将电磁离合器5-5通电吸合,再次启动伺服电机5-2并重复上述过程；经多次冲击后，实现模拟月壤的预先制备。在整个模拟月壤预先制备过程中，通过编码器5-1实现对整个系统的信号检测与反馈。分别调节电磁离合器5-5的吸合时间和断开时间可依次实现制备装置冲击振幅、冲击频率的调整。在模拟月壤桶2向下冲击时，由于金属撞针3-1和模拟月壤桶2的底部均为刚性部件，可以使模拟月壤在刚性冲击的作用下达到更好的夯实效果，将软质垫木3-3镶嵌在撞针连接板3-2下面可以减少模拟月壤桶2在多次冲击时对地面的损害。
权利要求
1.一种吊夯式月壤剖面模拟制备装置，其特征在于所述装置包括门式支架(I)、模拟月壤桶(2)、砧板(3)、起重绳(4)和吊夯机构(5)，模拟月壤桶⑵和砧板(3)设在门式支架(I)内，模拟月壤桶(2)包括桶身(2-1)、卸土盖(2-3)和两个吊耳(2-2)，桶身(2_1)的侧壁下部设有卸土口，卸土盖(2-3)装在桶身(2-1)的卸土口处且与桶身(2-1)可拆卸连接，桶身(2-1)的上部装有两个吊耳(2-2)，模拟月壤桶(2)装在砧板(3)的上方，吊夯机构(5)由编码器(5-1)、伺服电机(5-2)、行星齿轮减速器(5-3)、减速器支撑座(5-4)、电磁离合器(5-5)、弹性联轴器(5-6)、右起重轴支撑座(5-7)、起重滑轮轴(5-8)、吊夯机安装板(5-9)和左起重轴支撑座(5-10)构成，伺服电机(5-2)的轴端装有编码器(5-1)，伺服电机(5-2)的输出轴与行星齿轮减速器(5-3)的输入轴传动连接，行星齿轮减速器(5-3)的输出轴与电磁离合器(5-5)的输入端传动连接，电磁离合器(5-5)的输出轴通过弹性联轴器(5-6)与起重滑轮轴(5-8)传动连接，起重滑轮轴(5-8)的滑轮部位连接起重绳(4)的一端，起重绳(4)的另一端连接模拟月壤桶吊耳(2-2)，起重滑轮轴(5-8)通过轴承分别支撑在左起重轴支撑座(5-10)和右起重轴支撑座(5-7)内，减速器支撑座(5-4)、左起重轴支撑座(5-10)和右起重轴支撑座(5-7)均装在吊夯机安装板(5-9)上，吊夯机安装板(5-9)与门式支架(I)固接。
2.根据权利要求I所述吊夯式月壤剖面模拟制备装置，其特征在于砧板(3)由撞针连接板(3-2)、软质垫木(3-3)和多个金属撞针(3-1)构成，多个金属撞针(3-1)均匀装在撞针连接板(3-2)上，软质垫木(3-3)镶嵌在撞针连接板(3-2)的下端。
全文摘要
吊夯式月壤剖面模拟制备装置，它涉及一种月壤剖面模拟制备装置。该装置解决目前制备模拟月壤时不能确保月壤具有同一剖面相同的密实度分布梯度的问题。模拟月壤桶装在砧板的上方，伺服电机的轴端装有编码器，伺服电机的输出轴与行星齿轮减速器的输入轴传动连接，行星齿轮减速器的输出轴与电磁离合器的输入端传动连接，电磁离合器的输出轴通过弹性联轴器与起重滑轮轴传动连接，起重滑轮轴的滑轮部位连接起重绳的一端，起重绳的另一端连接模拟月壤桶吊耳，减速器支撑座、左起重轴支撑座和右起重轴支撑座均装在吊夯机安装板上，吊夯机安装板与门式支架固接。本发明用于制备与月壤剖面密实度分布特性相似的模拟月壤。
文档编号G01N1/28GK102628762SQ20121011468
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月18日 优先权日2012年4月18日
发明者侯绪研, 全齐全, 唐德威, 姜生元, 李鹏, 邓宗全, 郭志建 申请人:哈尔滨工业大学