專利名稱：一種中心通孔落體質(zhì)量塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種小型快速絕對重力儀中的中心通孔落
體質(zhì)量塊。
背景技術(shù)：
絕對重力測量在大地測量學(xué)和勘探地球物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，它不僅可獲得觀測點(diǎn)的絕對重力值及其變化，還應(yīng)用于建立國家重力絕對基準(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)。目前，國際上絕對重力儀的測量技術(shù)主要還是以自由落體方式為主，其測量原理是通過精確測定落體質(zhì)量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。因此，測量儀器能否精確測定重力加速度g值，自由落體的下落方式的選定起著關(guān)鍵作用。隨著電子測量技術(shù)和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集技術(shù)應(yīng)用的日益提高，使得落體在小型、快速觀測以及在整體儀器便攜等方面變?yōu)榭赡堋?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供了一種小型快速絕對重力儀中的中心通孔落體質(zhì)量塊。該中心通孔落體質(zhì)量塊結(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)，行程短，調(diào)試方便，成本低廉。與現(xiàn)有測量儀器相比較，提高觀測速度8-10倍，落體下落裝置的體積可減小60%以上，且由于體積的縮小，觀測速度的提高，可便于真空容器中的真空抽取和維持，且能在很短的時(shí)間內(nèi)取得觀測結(jié)果。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施 本發(fā)明裝置應(yīng)用光學(xué)棱鏡特性、利用光學(xué)加工和精密機(jī)械等技術(shù)，在光學(xué)棱鏡中心和落體外殼中心處開孔，并以它們的孔徑為基準(zhǔn)，再將光學(xué)通孔棱鏡與落體外殼組裝成——中心通孔落體質(zhì)量塊。將導(dǎo)向桿穿入通孔棱鏡與落體外殼組件的中心通孔落體質(zhì)量塊中心孔內(nèi)，利用真空容器外部傳動(dòng)裝置，通過過真空傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)力矩傳給真空容器內(nèi)的抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)("雙葉曲面輪式……"專利號ZL200820068175. 6)上，使中心通孔落體質(zhì)量塊只能沿導(dǎo)向桿向上運(yùn)動(dòng)，并將該中心通孔落體質(zhì)量塊送到頂部的落體定位孔內(nèi)定位，此時(shí)傳動(dòng)裝置機(jī)構(gòu)隨即脫離開中心通孔落體質(zhì)量塊底部，中心通孔落體質(zhì)量塊在重力的作用下作自由落體運(yùn)動(dòng)。 為保證中心通孔落體質(zhì)量塊在抬升過程中能順利進(jìn)入頂部落體定位孔內(nèi)進(jìn)行定位，申請人將落體質(zhì)量塊上部前端設(shè)計(jì)成球面圓弧形狀，這樣可便于落體質(zhì)量塊在抬升過程中順利地導(dǎo)入落體定位孔內(nèi)。另外，在導(dǎo)向桿兩端采用錐形體過渡方式，使其導(dǎo)向桿的中間部分的軸徑尺寸設(shè)計(jì)成小于落體質(zhì)量塊上孔徑方式，這樣可避免中心通孔落體質(zhì)量塊在下落過程中與導(dǎo)向桿發(fā)生擦撞。 小型快速絕對重力儀中心通孔落體質(zhì)量塊由導(dǎo)向桿、落體定位孔、落體外殼、通孔棱鏡、減震墊、落體座和抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)等零件組成。其特征在于中心通孔落體質(zhì)量塊
3下落裝置安放在一個(gè)真空容器內(nèi)，通孔棱鏡安裝于落體外殼中固定，減震墊安裝于落體座端面上，在落體定位孔、落體外殼和通孔棱鏡組件上的中心孔內(nèi)放入導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿一端與落體定位孔相連，導(dǎo)向桿另一端與落體座連接，導(dǎo)向桿垂直于大地水準(zhǔn)面后兩端固緊。
所述的導(dǎo)向桿與落體座連接，落體外殼、通孔棱鏡沿導(dǎo)向桿豎直向上，落體外殼、通孔棱鏡上部頂端的落體定位孔的孔內(nèi)。 所述的轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)通過一個(gè)隔震套的一端與旋轉(zhuǎn)軸連接，另一端與與抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)連接并兩端固緊。


圖1為小型快速絕對重力儀中心通孔落體質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)示意圖。 其中l(wèi)-導(dǎo)向桿、2-落體定位孔、3-落體外殼、4-通孔棱鏡、5-減震墊、6-落體座、
7_真空容器、8_抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)。 注上述1-7零部件均為本領(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)人員不會出任何創(chuàng)造性勞動(dòng)均能自行加工制造。 上述8—抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)是"雙葉曲面式絕對重力儀落體下落裝置"專利號ZL200820068175. 具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述 根據(jù)圖1可知，小型快速絕對重力儀中心通孔落體質(zhì)量塊由導(dǎo)向桿1、落體定位孔2、落體外殼3、通孔棱鏡4、減震墊5、落體座6、真空容器7、抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)8組成。
其特征在于中心通孔落體質(zhì)量塊下落裝置安放在一個(gè)真空容器7內(nèi)。利用通孔棱鏡中心孔和落體外殼中心孔為基準(zhǔn)，將通孔棱鏡4安裝于落體外殼3中并固定，使之成為——中心通孔落體質(zhì)量塊。將減震墊5安裝于落體座6端面上，該減震墊5是為了落體外殼3、通孔棱鏡4自由落體到底部時(shí)，為避免中心通孔落體質(zhì)量塊因下落慣性與落體座6發(fā)生硬碰撞而起緩沖作用(軟著陸)。為防止該落體質(zhì)量塊在抬升過程中發(fā)生翻轉(zhuǎn)，申請人通過在落體定位孔2、落體外殼3，通孔棱鏡4的中心孔內(nèi)放入導(dǎo)向桿l，然后再將導(dǎo)向桿1的一端與落體定位孔2相連，而另一端則與落體座6連接，這時(shí)調(diào)整導(dǎo)向桿1垂直于大地水準(zhǔn)面后再將導(dǎo)向桿1的兩端固緊，這樣落體外殼3，通孔棱鏡4就只能沿導(dǎo)向桿1上下移動(dòng)。 關(guān)于轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)8的連接是通過軸傳動(dòng)使抬升中心通孔落體質(zhì)量底部的裝置轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)8的旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)8通過一個(gè)隔震套的一端與旋轉(zhuǎn)軸連接，另一端與抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)8連接并兩端固緊，這樣可使旋轉(zhuǎn)軸力矩傳遞給抬升中心通孔落體質(zhì)量底部的裝置轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)8("雙葉曲面輪式 "專利號ZL200820068175. 6)上，使之一起旋轉(zhuǎn)，使落體外殼3，
通孔棱鏡4 一起沿導(dǎo)向桿1豎直向上抬升。為保證中心通孔落體質(zhì)量塊順利進(jìn)入頂部落體定位孔進(jìn)行定位，申請人將落體質(zhì)量塊上部前端設(shè)計(jì)成球面圓弧形狀，這樣可便于中心落體質(zhì)量塊順利導(dǎo)入落體定位孔定位內(nèi)。當(dāng)整個(gè)落體外殼3，通孔棱鏡4的前端被完全推送進(jìn)落體定位孔2的孔內(nèi)時(shí)，此時(shí)抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)8隨即與落體外殼3，通孔棱鏡4脫離，此時(shí)落體外殼3、通孔棱鏡4由于受到地心引力的作用而作自由下落運(yùn)動(dòng)。為避免落體質(zhì)量塊下落后與落體座6發(fā)生硬性碰撞，申請者在落體座上設(shè)計(jì)了減震墊5，使落體質(zhì)量塊通過減震 墊5軟著陸于落體座6上，等待下一次抬升動(dòng)作。 在中心落體質(zhì)量塊的抬升和下落運(yùn)動(dòng)過程中，為避免落體外殼3，通孔棱鏡4在下 落過程中與導(dǎo)向桿1發(fā)生擦撞而影響觀測，申請人將導(dǎo)向桿1的中間部分的軸徑尺寸設(shè)計(jì) 成小于落體外殼3、通孔棱鏡4上中心孔徑方式，以及在導(dǎo)向桿1兩端設(shè)計(jì)了錐形體過渡方 式，這樣確保落體外殼3，通孔棱鏡4在抬升過程中平穩(wěn)，下落過程中不會與導(dǎo)向桿發(fā)生觸 碰。
權(quán)利要求
一種中心通孔落體質(zhì)量塊，包括導(dǎo)向桿(1)、通孔棱鏡(4)、減震墊(5)、真空容器(7)、抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)(8)，其特征在于中心通孔落體質(zhì)量塊下落裝置安放在一個(gè)真空容器(7)內(nèi)，通孔棱鏡(4)安裝于落體外殼(3)中固定，減震墊(5)安裝于落體座(6)端面上，在落體定位孔(2)、落體外殼(3)和通孔棱鏡(4)組件上的中心孔內(nèi)放入導(dǎo)向桿(1)，導(dǎo)向桿一端與落體定位孔(2)相連，導(dǎo)向桿(1)另一端與落體座(6)連接，導(dǎo)向桿(1)垂直于大地水準(zhǔn)面后兩端固緊。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種中心通孔落體質(zhì)量塊，其特征在于所述的導(dǎo)向桿(1)與落體座(6)連接，落體外殼(3)、通孔棱鏡(4)沿導(dǎo)向桿(1)豎直向上，落體外殼(3)、通孔棱鏡(4)上部頂端的落體定位孔(2)的孔內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種中心通孔落體質(zhì)量塊，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)(8)通過一個(gè)隔震套的一端與旋轉(zhuǎn)軸連接，另一端與與抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)(8)連接并兩端固緊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中心通孔落體質(zhì)量塊，包括導(dǎo)向桿、通孔棱鏡、減震墊、真空容器、抬升落體轉(zhuǎn)軸機(jī)構(gòu)，中心通孔落體質(zhì)量塊下落裝置安放在一個(gè)真空容器內(nèi)，通孔棱鏡安裝于落體外殼中固定，在落體定位孔、落體外殼和通孔棱鏡組件上的中心孔內(nèi)放入導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿一端與落體定位孔相連，導(dǎo)向桿另一端與落體座連接，導(dǎo)向桿垂直于大地水準(zhǔn)面后兩端固緊。導(dǎo)向桿與落體座連接，落體外殼、通孔棱鏡沿導(dǎo)向桿豎直向上，落體外殼、通孔棱鏡上部頂端的落體定位孔的孔內(nèi)。該落體下落裝置適用于小型快速絕對重力儀測量系統(tǒng)中的落體質(zhì)量下落裝置，具有落體行程短、結(jié)構(gòu)簡單、快速觀測、連接穩(wěn)固、重量輕，體積小、調(diào)試拆裝簡便、造價(jià)低廉。
文檔編號G01V7/02GK101697016SQ200910174960
公開日2010年4月21日 申請日期2009年10月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月24日
發(fā)明者張為民 申請人:中國科學(xué)院測量與地球物理研究所;