專利名稱：一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量釋放裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測量裝置，更具體涉及一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量塊 釋放裝置。
技術(shù)背景
在大地測量學(xué)和勘探地球物理學(xué)中，絕對(duì)重力測量不僅可獲得觀測 點(diǎn)的絕對(duì)重力值及其變化，還應(yīng)用于建立國家重力絕對(duì)基準(zhǔn)，提供地球 物理學(xué)和地球動(dòng)力學(xué)研究所需的地球內(nèi)部物質(zhì)分布和運(yùn)動(dòng)信息，為海平 面變化、地震監(jiān)測與預(yù)報(bào)，以及軍事、航天、導(dǎo)航、資源勘探和開發(fā)等 提供地球重力場參數(shù)。因此，開展絕對(duì)重力測量一直受到國內(nèi)外同行的 高度重視。目前，國際上絕對(duì)重力儀的測量技術(shù)主要還是以自由落體方 式為主，其測量原理是通過高精度的激光測距系統(tǒng)、原子鐘時(shí)間測量系 統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)精確測定落體質(zhì)量塊塊在重力場中的自由落體運(yùn)動(dòng)過 程中的距離和時(shí)間兩個(gè)量，從而實(shí)現(xiàn)高精度測定重力加速度g。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是在于提供一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量塊釋放裝 置，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、連接穩(wěn)固、落體質(zhì)量塊自由下落過程中平穩(wěn)，
調(diào)試方便，成本低廉。
為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型裝置采用電能一磁能一機(jī)械能的轉(zhuǎn) 換方式，從而實(shí)現(xiàn)落體質(zhì)量塊下落過程中的平穩(wěn)。
技術(shù)方案如下-
整個(gè)落體質(zhì)量塊釋放裝置安放在一個(gè)密封艙內(nèi)。落體質(zhì)量塊釋放裝 置由上支承板、下支承板之間通過三根圓形導(dǎo)柱連接并固定，使之形成 一個(gè)穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)，且其中兩根作為運(yùn)載板上下運(yùn)行的導(dǎo)柱。
運(yùn)載板安裝于上支承板與下支承板之間，為了保證運(yùn)載板能在兩導(dǎo) 柱上作上下滑動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)過程中無較大徑向間隙，申請(qǐng)人在運(yùn)載板通過 兩端上安裝一對(duì)滑動(dòng)套，通過控制步進(jìn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)可使運(yùn)載板沿 導(dǎo)柱作向上或下運(yùn)動(dòng)。
在運(yùn)載板下端中心處安裝一個(gè)彈性夾頭，在其兩邊對(duì)稱位置各安裝 一個(gè)電磁閥，其作用是當(dāng)運(yùn)載板降至落體質(zhì)量塊塊上端時(shí)(底部)，讓 落體導(dǎo)向桿進(jìn)入彈性夾頭孔內(nèi)，此時(shí)給電磁閥接通電源，使兩電磁閥中 的鐵芯同時(shí)向中心頂出，讓壓力施加到彈性夾頭兩端面上，從而使彈性 夾頭夾持住落體質(zhì)量塊塊部件上的落體導(dǎo)向桿。其后，步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)， 通過鋼絲繩帶動(dòng)運(yùn)載板沿導(dǎo)柱向上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)落體質(zhì)量塊也將隨著運(yùn)載 板一起上升。當(dāng)運(yùn)載板升至預(yù)定高度位置時(shí)，安裝在運(yùn)載板上的定位軸 自動(dòng)并全部導(dǎo)入安裝在上支承板中心位置的定位孔內(nèi)，步進(jìn)電機(jī)停止運(yùn) 轉(zhuǎn)，這樣可確保落體質(zhì)量塊每次開始下落時(shí)都能在同一高度和同一軸線 上。
當(dāng)同時(shí)斷開兩電磁閥電源，電磁閥中的鐵芯回縮，撤除了施加在彈性夾頭上的壓力，此時(shí)，落體質(zhì)量塊由于受到地心引力的作用將垂直向 下作自由落體運(yùn)動(dòng)。
落體質(zhì)量塊的下落初始階段至關(guān)重要，它關(guān)系到落體下落過程中落 體質(zhì)量塊的穩(wěn)定和平穩(wěn)。為此，申請(qǐng)人設(shè)計(jì)了彈性夾頭加落體導(dǎo)向桿部 件，這樣可避免上述情況的發(fā)生。即當(dāng)落體質(zhì)量塊下落瞬間，落體導(dǎo)向 桿還在彈性夾頭孔內(nèi)，此時(shí)導(dǎo)向桿起著導(dǎo)向、穩(wěn)定落體質(zhì)量塊姿態(tài)的作 用，從而確保隨后落體質(zhì)量塊塊脫離彈性夾頭后的下落過程中始終處于 平穩(wěn)狀態(tài)。
落體質(zhì)量塊安裝在下支承板和落體接收板上的三個(gè)v型槽內(nèi)，通過
兩電磁閥在運(yùn)載板上的定位軸安裝在上支承板中心位置的定位孔內(nèi)。在 落體質(zhì)量塊上安裝了三個(gè)定位球，其目的是讓落體下落后能自動(dòng)停在安
裝在下支承板上面和落體接收板上的三個(gè)v型槽內(nèi)。該接收板采用彈性
結(jié)構(gòu)，即在下支承板與落體接收板之間增加了減震彈簧，防止落體質(zhì)量 塊下落對(duì)落體接收板造成較大沖擊力，起減震和落體自動(dòng)歸位作用，并 為下一次自由落體準(zhǔn)備。
為了防止因黑色金屬(鋼、鐵)在加工過程中產(chǎn)生磁化的現(xiàn)象發(fā)生， 同時(shí)也可減輕絕對(duì)重力自由落體裝置的重量，整個(gè)落體裝置基本采用有 色金屬加工而成。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果結(jié)構(gòu)簡單、連 接穩(wěn)固、體積小，重量輕、落體質(zhì)量塊下落平穩(wěn)、調(diào)試簡便、造價(jià)低廉。


圖1為一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量塊釋放裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為圖1的俯視圖。
其中1 —步進(jìn)電機(jī)、2—上支承板、3 —導(dǎo)柱、4—定位孔、5_定 位軸、6—滑動(dòng)套、7 —運(yùn)載板、8—電磁閥、9 —彈性夾頭、IO—落體導(dǎo) 向桿、11-落體質(zhì)量塊、12—落體接收板、13 —下支承板、14—絞線盤、 15—滑輪、16—鋼絲繩、17—定位球、18—減震彈簧。
注上述18個(gè)零部件中1-步進(jìn)電機(jī)——型號(hào)為DM4240A; 2-電 磁閥——型號(hào)為SDO-0832S; 16--鋼絲繩；18—減震彈簧零件是采購產(chǎn) 品外，其余零部件為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員常見部件，該部件本領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員不會(huì)出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)均能自行加工制造。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述
根據(jù)圖l、圖2可知， 一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量塊釋放裝置，由步
進(jìn)電機(jī)l、上支承板2、導(dǎo)柱3、定位孔4、定位軸5、滑動(dòng)套6、運(yùn)載 板7、電磁閥8、彈性夾頭9、落體導(dǎo)向桿IO、落體質(zhì)量塊ll、落體接 收板12、下支承板13、絞線盤14、滑輪15、鋼絲繩16、定位球17、 減震彈簧18組成。
整個(gè)落體質(zhì)量塊釋放裝置安放在一個(gè)密封艙內(nèi)。落體釋放裝置由上 支承板2、下支承板13和導(dǎo)柱3構(gòu)成。首先由上支承板2、下支承板13 之間通過三根圓柱形導(dǎo)柱3連接，使之形成一個(gè)穩(wěn)定的框架結(jié)構(gòu)，且其 中兩根作為運(yùn)載板7上下運(yùn)行的導(dǎo)柱3。
在上支承板2上面安裝步進(jìn)電機(jī)1、絞線盤14和滑輪15，然后將
鋼絲繩16的一端與絞線盤14連接，另一端經(jīng)滑輪15導(dǎo)向后，從上支 承板2和定位孔4中間孔穿過與安裝在運(yùn)載板7上面的定位軸5連接。 在運(yùn)載板7下端中心處安裝彈性夾頭9，并在其兩邊對(duì)稱位置安裝電磁 閥8，通過兩電磁閥8內(nèi)的鐵芯運(yùn)動(dòng)，讓壓力施加到彈性夾頭9兩端面 上，從而使彈性夾頭夾持住落體質(zhì)量塊11上的落體導(dǎo)向桿10。通過步 進(jìn)電機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)鋼絲繩15而帶動(dòng)運(yùn)載板7和落體質(zhì)量塊11 一同沿 著導(dǎo)柱3向上升。當(dāng)運(yùn)載板7升至預(yù)定高度位置時(shí)，安裝在運(yùn)載板7上 的定位軸5自動(dòng)并全部進(jìn)入安裝在上支承板2中心位置的定位孔4內(nèi)， 步進(jìn)電機(jī)l停止轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)斷開電磁閥8電源，撤除施加在彈性夾頭9上 的壓力，此時(shí)落體質(zhì)量塊11在最初下落階段靠彈性夾頭9內(nèi)孔與落體 導(dǎo)向桿IO之間滑動(dòng)配合導(dǎo)向，受地心引力的作用垂直向下作自由落體 運(yùn)動(dòng)，最后裝有三個(gè)定位球17的落體質(zhì)量塊11停在落體接收板12上。 為減緩落體質(zhì)量塊11對(duì)落體接收板12沖擊力，在下支承板13與落體 接收板12間安裝了減震彈簧18。
在下支承板13上裝好落體接收板12，然后將三根圓柱形導(dǎo)柱3的 一端分別放入圓型的下支承板13上的三個(gè)孔內(nèi)并固緊。在運(yùn)載板7上 先裝調(diào)試好兩個(gè)滑動(dòng)套6、定位軸5、彈性夾頭9和電磁閥8。然后再將 運(yùn)載板7上的兩個(gè)滑動(dòng)套6分別套入三根導(dǎo)柱3中的其中兩根導(dǎo)柱3上。 再將圓型的上支承板2上的三個(gè)孔分別裝入三根導(dǎo)柱3的另一端插入并 固定，將帶有定位孔4的一面朝向運(yùn)載板7，最后將帶有落體導(dǎo)向桿IO 和帶三個(gè)定位球17的落體質(zhì)量塊11放在帶有減震彈簧18落體接收板 12上。
權(quán)利要求1、一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量釋放裝置，包括步進(jìn)電機(jī)(1)、定位軸(5)、滑動(dòng)套(6)、電磁閥(8)、彈性夾頭(9)、落體導(dǎo)向桿(10)、落體接收板(12)，其特征在于落體質(zhì)量塊釋放裝置安放在一個(gè)密封艙內(nèi)，釋放裝置由上支承板(2)、下支承板(13)之間通過三根圓形導(dǎo)柱(3)連接，運(yùn)載板(7)通過兩端安裝一對(duì)滑動(dòng)套(6)，在運(yùn)載板(7)下端安裝彈性夾頭(9)，在兩邊對(duì)稱安裝電磁閥(8)，落體質(zhì)量塊(11)安裝在下支承板(13)和落體接收板(12)上的三個(gè)V型槽內(nèi)，通過兩電磁閥(8)在運(yùn)載板(7)上的定位軸(5)安裝在上支承板(2)中心位置的定位孔(4)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量釋放裝置，其 特征在于在下支承板(13)上裝好落體接收板(12)，然后將三根圓柱 形導(dǎo)柱(3)的一端分別放入圓型的下支承板(13)上的三個(gè)孔內(nèi)并固緊。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量釋放裝置，其 特征在于將運(yùn)載板(7)上的兩個(gè)滑動(dòng)套(6)分別套入三根導(dǎo)柱3中 的其中二根導(dǎo)柱(3lh，再將圓型的上支承板(2)上的三個(gè)孔分別裝入 三根導(dǎo)柱(3)的另一端插入并固定。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種絕對(duì)重力儀落體質(zhì)量釋放裝置，包括步進(jìn)電機(jī)、定位軸、滑動(dòng)套、電磁閥、彈性夾頭、落體導(dǎo)向桿、落體接收板，落體質(zhì)量塊釋放裝置安放在一個(gè)密封艙內(nèi)，釋放裝置由上支承板、下支承板之間通過三根圓形導(dǎo)柱連接，運(yùn)載板通過兩端安裝一對(duì)滑動(dòng)套，在運(yùn)載板下端安裝彈性夾頭，在兩邊對(duì)稱安裝電磁閥，落體質(zhì)量塊安裝在下支承板和落體接收板上的三個(gè)V型槽內(nèi)，通過兩電磁閥在運(yùn)載板上的定位軸安裝在上支承板中心位置的定位孔內(nèi)。該釋放裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、連接穩(wěn)固、重量輕，體積小、調(diào)試拆裝簡便、造價(jià)低廉，適用于自由落體式絕對(duì)重力儀測量。
文檔編號(hào)G01V7/00GK201066391SQ20072008646
公開日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月14日
發(fā)明者張為民 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院測量與地球物理研究所