一种自由落体式重力仪落体棱镜释放装置

摘要

本发明公开了一种自由落体式重力仪落体棱镜释放装置，涉及重力测量装置。该装置由真空舱（1）、下支架板（2）、直线电机（3）、悬臂（4）、上支架板（5）、凹球面槽（6）、球（7）、过孔（8）、挂杆（9）、落体棱镜（10）、导杆（11）和透视窗镜（12）组成；悬臂上表面有凹球面槽，凹球面槽底部中心开有过孔，挂杆穿过过孔，挂杆上端与球相连，落体棱镜悬挂于挂杆下端，球可以在凹球面槽内自由活动，落体棱镜与导杆滑动连接。该落体棱镜释放装置采用凹球面槽与球悬挂释放，抗疲劳特性好，经久耐用，且落体棱镜释放时竖直性好，对高精度重力测量有益。

说明书

技术领域

本发明涉及重力测量装置，尤其是涉及一种自由落体式重力仪落体棱镜释放装置。

背景技术

自由落体式重力仪（自由落体式重力仪一般称为经典绝对重力仪）是目前国际上研制用来直接测量重力加速度值的主要精密计量仪器，其基本原理是利用迈克尔逊激光干涉仪方法在高真空条件下测量物体（测量落体棱镜）在竖直方向自由运动所经历的时间和距离,根据牛顿第二定律计算重力值。落体棱镜稳定释放装置是影响其测量精度的重要方面。一实用新型专利（专利号ZL 200720086464.4）公布了一种自由落体式重力仪落体质量下落装置，该专利的方案是：自由落体式重力仪落体棱镜由电磁阀通过弹性夹头夹住或释放，其不足之处在于：长期使用，弹性夹头容易弹性疲劳，夹力对称降低，导致落体棱镜不能释放或释放不平稳，（专利号ZL 200720086464.4中所称“落体质量”本发明称为“落体棱镜”，“落体棱镜”更易理解）。

发明内容

本发明的目的是，提供一种自由落体式重力仪落体棱镜释放装置。该装置采用凹球面槽与球悬挂释放，抗疲劳特性好，经久耐用，且落体棱镜释放时竖直性好，对高精度重力测量有益。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种自由落体式重力仪落体棱镜释放装置由真空舱、下支架板、直线电机、悬臂、上支架板、凹球面槽、球、过孔、挂杆、落体棱镜、导杆和透视窗镜组成，真空舱与下支架板相连，下支架板透与透视窗镜相连，直线电机下端与下支架板与相连，直线电机上端与上支架板与相连，直线电机与悬臂相连，悬臂上表面有凹球面槽，凹球面槽底部中心开有过孔，挂杆穿过过孔，挂杆上端与球相连，落体棱镜悬挂于挂杆下端。过孔直径小于球直径，过孔直径与挂杆直径相匹配。凹球面槽曲率半径与球7曲率半径相匹配，球可以在凹球面槽内自由活动。落体棱镜与导杆滑动连接，导杆与下支架板和上支架板相连。

直线电机上下运动带动悬臂上下运动，悬臂通过其上表面的凹球面槽托起球7沿导杆上下运动，球7通过挂杆连接落体棱镜为一整体竖直运动。当悬臂运动到导杆上端静止后，球与凹球面槽接触，球通过挂杆连接落体棱镜为一整体也保持静止不动，在重力作用下，球7通过挂杆连接落体棱镜为一整体的重心线穿过球的球心，凹球面槽与球之间是滑动连接，此时悬臂的水平倾斜不会影响到落体棱镜的竖直悬挂。当需要落体棱镜下落时，直线电机加速运动，使凹球面槽与球分离，球通过挂杆连接落体棱镜为一整体自由下落。当直线电机运动到导杆下部后，当直线电机减速到静止，球7与凹球面槽接触，球通过挂杆连接落体棱镜也减速到静止，接着直线电机再慢慢运动到导杆上端，一次落体任务完成。整个落体棱镜下落装置安放在一个密封舱内，测量激光可通过透视窗镜照射到落体棱镜上，并经过落体棱镜反射后从透视窗镜透射出来供采集。

本发明的优点是：该落体棱镜释放装置采用凹球面槽与球悬挂释放，抗疲劳特性好，经久耐用，且落体棱镜释放时竖直性好，对高精度重力测量有益。

附图说明

说明书附图为自由落体式重力仪落体棱镜释放装置结构示意图。

其中：1-真空舱、2-下支架板、3-直线电机、4-悬臂、5-上支架板、6-凹球面槽、7-球、8-过孔、9-挂杆、10-落体棱镜、11-导杆、12-透视窗镜。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

由图1可知，一种自由落体式重力仪落体棱镜释放装置由真空舱1、下支架板2、直线电机3、悬臂4、上支架板5、凹球面槽6、球7、过孔8、挂杆9、落体棱镜10、导杆11和透视窗镜12组成，真空舱1与下支架板2相连，下支架板2透与透视窗镜12相连，直线电机3下端与下支架板2与相连，直线电机3上端与上支架板5与相连，直线电机3与悬臂4相连，悬臂4上表面有凹球面槽6，凹球面槽6底部中心开有过孔8，挂杆9穿过过孔8，挂杆9上端与球7相连，落体棱镜10悬挂于挂杆9下端。过孔8直径小于球7直径，过孔8直径与挂杆9直径相匹配。凹球面槽6曲率半径与球7曲率半径相匹配，球7可以在凹球面槽6内自由活动。落体棱镜10与导杆11滑动连接，导杆11与下支架板2和上支架板5相连。

直线电机3上下运动带动悬臂4上下运动，悬臂4通过其上表面的凹球面槽6托起球7沿导杆11上下运动，球7通过挂杆9连接落体棱镜10为一整体竖直运动。当悬臂4运动到导杆11上端静止后，球7与凹球面槽6接触，球7通过挂杆9连接落体棱镜10为一整体也保持静止不动，在重力作用下，球7通过挂杆9连接落体棱镜10为一整体的重心线穿过球7的球心，凹球面槽6与球7之间是滑动连接，此时悬臂4的水平倾斜不会影响到落体棱镜的竖直悬挂。当需要落体棱镜10下落时，直线电机3加速运动，使凹球面槽6与球7分离，球7通过挂杆9连接落体棱镜10为一整体自由下落。当直线电机3运动到导杆11下部后，当直线电机3减速到静止，球7与凹球面槽6接触，球7通过挂杆9连接落体棱镜10也减速到静止，接着直线电机3再慢慢运动到导杆11上端，一次落体任务完成。整个落体棱镜下落装置安放在一个密封舱1内，测量激光可通过透视窗镜12照射到落体棱镜10上，并经过落体棱镜10反射后从透视窗镜12透射出来供采集。