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:
本實(shí)用新型涉及測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域,更具體涉及一種小型快速絕對(duì)重力儀中的中心通 孔落體質(zhì)量塊。
背景技術(shù):
絕對(duì) 重力測(cè)量在大地測(cè)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(cè)點(diǎn)的絕對(duì)重力值及其變化,還應(yīng)用于建立國(guó)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(cè)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(chǎng)參數(shù)。目前,國(guó)際上絕對(duì)重力儀的測(cè)量技 術(shù)主要還是以自由落體方式為主,其測(cè)量原理是通過精確測(cè)定落體質(zhì)量塊在重力場(chǎng)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(cè)量?jī)x器能否精確測(cè)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(cè)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(cè)以及在整體儀器便攜等方面變?yōu)榭赡堋?br>
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在于提供了一種小型快速絕對(duì)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(jiǎn)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(cè)量?jī)x器相比較,提高觀測(cè)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(cè)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(cè)結(jié)果。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的,本實(shí)用新型采用以下技術(shù)措施本實(shí)用新型裝置應(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(hào)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(qǐng)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(duì)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(duì)重力儀中心通孔落體質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)示意圖。其中1_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(huì)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(duì)重力儀落體下落裝置”專利號(hào) ZL200820068175. 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1可知,小型快速絕對(duì)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(qǐng) 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1,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(hào)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(qǐng)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(qǐng)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(cè),申請(qǐng)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(huì)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1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1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。
專利摘要本實(shí)用新型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(duì)重力儀測(cè)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(jiǎn)單、快速觀測(cè)、連接穩(wěn)固、重量輕,體積小、調(diào)試拆裝簡(jiǎn)便、造價(jià)低廉。
文檔編號(hào)G01V7/02GK201600464SQ20092026974
公開日2010年10月6日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所