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一种基于压电驱动的火星岩石钻探器的研制 被引量：2
1
作者 李贺 全齐全 +2 位作者 王鑫剑 姜生元 邓宗全 《深空探测学报》 2016年第2期156-161,共6页
钻取采样是未来火星探测采样任务中获取星表岩石样本的一种有效方式。压电驱动的超声波钻取采样技术以压电陶瓷作为作动元件,对火星表面复杂环境具有一定的适应性。基于高频冲击钻进的工作原理,超声波钻探装置容易刺入火星表面坚硬的岩... 钻取采样是未来火星探测采样任务中获取星表岩石样本的一种有效方式。压电驱动的超声波钻取采样技术以压电陶瓷作为作动元件,对火星表面复杂环境具有一定的适应性。基于高频冲击钻进的工作原理,超声波钻探装置容易刺入火星表面坚硬的岩石。作为一种轻质小巧、低功耗的钻探器,超声波钻探器非常适合火星表面岩石的原位探测采样任务。本文借助仿真和试验手段验证了超声波钻探器的岩石钻进能力和钻探效率。超声波钻探器的研制可为未来火星表面岩石的钻探采样任务提供技术参考。 展开更多
关键词 火星探测 原位采样 钻探器 压电驱动
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一种压电换能器直接驱动钻具的超声波钻探器 被引量：1
2
作者 柏德恩 王印超 +4 位作者 李贺 邓宗全 全齐全 姜生元 唐德威 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期806-812,共7页
为满足深空探测任务中,空间环境苛刻的外星体表面岩石钻取采样任务的使用需求,本文设计了一种基于压电驱动原理,可搭载在漫游车机械臂末端的超声波钻探器。超声波钻探器的压电换能器直接与钻具发生冲击碰撞,以驱动钻具作高频冲击运动,... 为满足深空探测任务中,空间环境苛刻的外星体表面岩石钻取采样任务的使用需求,本文设计了一种基于压电驱动原理,可搭载在漫游车机械臂末端的超声波钻探器。超声波钻探器的压电换能器直接与钻具发生冲击碰撞,以驱动钻具作高频冲击运动,达到冲击破碎岩石的目的。设计了钻探器的压电驱动单元,并理论分析了压电换能器变幅杆与钻具的冲击碰撞过程。通过实验研究了超声波钻探器对砂岩的钻进性能及钻压力与钻具长度对钻探器钻进性能的影响。实验结果表明:所研制的超声波钻探器可对砂岩进行有效钻进,而且所需的钻压力较小,可用于彗星、小行星等弱引力场的地外天体表面岩石的钻取采样。 展开更多
关键词 深空探测 钻探器 超声波钻 压电换能器 钻具 波动方程 阻抗测试 阶梯型变幅杆
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无钻机钻探器井筒电缆存储与释放装置设计与力学分析 被引量：1
3
作者 吕姜辉 刘昌 +3 位作者 程为彬 陈雪菲 李刚 张明菊 《石油管材与仪器》 2023年第2期17-21,共5页
基于无钻机钻探机器人的能源供应和线缆存取的要求,研制了一种井筒电缆存储与释放装置,具备深海深地钻探用电缆的井筒存储和释放功能。结合井下环境、钻探功能和控制要求,对总体结构和运动模态进行了设计,重点对绕线机构和中间连接筒机... 基于无钻机钻探机器人的能源供应和线缆存取的要求,研制了一种井筒电缆存储与释放装置,具备深海深地钻探用电缆的井筒存储和释放功能。结合井下环境、钻探功能和控制要求,对总体结构和运动模态进行了设计,重点对绕线机构和中间连接筒机构进行结构设计和力学分析,并制作样机进行了功能验证。结果表明,研制的井筒电缆存储与释放装置可实现无钻机钻探机器人在3000 m钻深工况下的电缆收放功能。 展开更多
关键词 无钻机钻探器 钻探机器人 电缆存储与释放装置 井筒电缆装置 模块化
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超声波钻探器结构参数对输出特性的影响分析
4
作者 张兴旺 张明 +4 位作者 于登云 曾婷 殷参 杨帅 庞勇 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1735-1742,共8页
超声波钻探器因具有质量轻、低功耗、所需轴向力小、便于实时检测和原位分析及对象适应性强等特点,在地外天体科学钻探的新技术和新方法探索过程中备受瞩目。为进一步提高钻探器对不同钻进对象的适应性及其设计效率,通过研究超声波钻探... 超声波钻探器因具有质量轻、低功耗、所需轴向力小、便于实时检测和原位分析及对象适应性强等特点,在地外天体科学钻探的新技术和新方法探索过程中备受瞩目。为进一步提高钻探器对不同钻进对象的适应性及其设计效率,通过研究超声波钻探器结构参数可知,其输出频率主要受碰撞冲击次数、弹簧钻杆的振动及钻杆本身的动力学特性等因素耦合影响。在此基础上,建立钻探器影响因素的物理模型,并结合实验研究了恢复弹簧刚度及初始预紧力和质量块质量对输出频率、位移和速度等参数的影响,得到弹簧初始预紧力对频率影响较为显著,弹簧刚度及质量块质量次之,为适应不同硬度对象高效钻进的变频超声波钻探器的优化设计提供技术参考。 展开更多
关键词 超声波钻探器 结构 高速摄像系统 冲击碰撞 频率
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地外天体超声波钻探器研究与应用综述 被引量：1
5
作者 王童照 全齐全 +5 位作者 黄江川 唐德威 郭璠 孟林智 赵志军 邓宗全 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期397-408,共12页
分别探讨了国内外各科研机构研制的超声波钻探器的原理及性能特点,重点针对超声波钻探器的钻进过程优化问题,分析了现有的超声波钻探器作动方式的改进过程,结果表明:超声波钻探器在理论及试验研究方面都相对成熟,是未来地外天体采样任... 分别探讨了国内外各科研机构研制的超声波钻探器的原理及性能特点,重点针对超声波钻探器的钻进过程优化问题,分析了现有的超声波钻探器作动方式的改进过程,结果表明:超声波钻探器在理论及试验研究方面都相对成熟,是未来地外天体采样任务中优势突出、可工程实现的钻探平台;并且轻质、结构紧凑的回转冲击式超声波钻探器更具有应用前景。对压电换能器模型和超声波钻探器集成模型分别进行了综述,指出了各种模型的优缺点及适用条件。对超声波钻探器驱动电源进行了综述,给出了设计驱动电源需重点关注的问题。依据星体探测的任务特点,对超声波钻探器在未来星体探测中的预研成果进行了探讨。最后对超声波钻探器研究和应用的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 地外天体 超声波钻探器 集成模型 驱动电源 采样和原位探测
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钻探机器人内装式电动电缆绞盘结构设计
6
作者 王康利 陈雪菲 程为彬 《石油和化工设备》 CAS 2024年第4期48-51,共4页
基于无钻机钻探技术需求,在机器人内部放置电动绞盘,具有电缆存放和取出功能,使钻探机器人可以实现往返钻探和实时测控功能。结合工作环境和功能需求,研究电缆交叉排布情况,分析管夹与旋转绕线机构之间的尺寸关系,选定内装式电动电缆绞... 基于无钻机钻探技术需求,在机器人内部放置电动绞盘,具有电缆存放和取出功能,使钻探机器人可以实现往返钻探和实时测控功能。结合工作环境和功能需求,研究电缆交叉排布情况,分析管夹与旋转绕线机构之间的尺寸关系,选定内装式电动电缆绞盘的各项参数,最大化利用钻探机器人内部的电缆存储空间。 展开更多
关键词 电动电缆绞盘 电缆回收 往复丝杆 地下钻探机器人
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无钻机钻探机器人推靠支撑机构设计与分析
7
作者 姬赛 程为彬 +2 位作者 陈雪菲 李刚 张明菊 《机电信息》 2023年第7期19-23,28,共6页
基于新型无钻机钻探机器人,设计一种推靠支撑机构,对其进行结构设计和工作模型分析。该机构结构上采用两对轴向交错排布的液压缸,既增加了推靠支撑的行程,又增强了径向支撑强度;同时前后支撑机构和牵引机构协调配合,实现井下钻探机器人... 基于新型无钻机钻探机器人,设计一种推靠支撑机构,对其进行结构设计和工作模型分析。该机构结构上采用两对轴向交错排布的液压缸,既增加了推靠支撑的行程,又增强了径向支撑强度;同时前后支撑机构和牵引机构协调配合,实现井下钻探机器人的径向偏置和轴向导向姿态调整。对关键环节进行力学分析和设计参数校核,保障机构的稳定性。样机的液压系统在30 MPa压力下稳定溢流,为机器人的最大推靠支撑力达到40 kN提供了现实依据。 展开更多
关键词 钻探机器人 推靠支撑 无钻机钻探
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钻探机器人达到实用化
8
作者 远藤秀典 《探矿技术》 1997年第4期29-31,共3页
关键词 钻探机器人 实用化 钻探工程
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