CN102359889A - 一种月球深层土壤采集器的回收装置 - Google Patents

一种月球深层土壤采集器的回收装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种月球深层土壤采集器的回收装置。由上、下机座构成，下机座上安装回收盒驱动电机，下机座内安装有齿轮传动系，第一级被动齿轮与回收盒驱动电机轴上的主动齿轮啮合，最后一级被动齿轮同轴安装在回收盒驱动盘上，上机座中心孔中放置回收盒盖，上机座四角分别安装一个直线电机，每个直线电机运动端对准回收盒盖圆周外缘均布的各自的卡槽，在上、下机座间安装有回收盒，其下端面插销插入驱动盘上对应的通孔，回收盒外圆柱面上端的外螺纹与回收盒盖内圆柱面的内螺纹相配合。因此本发明结构简洁紧凑、节省空间，回收质量小，传动方式可靠性高，样品密封与转移容易且可靠。可用于月球土壤多杆钻机采样完成后的月壤转移、密封和回收。

Description

一种月球深层土壤采集器的回收装置
技术领域
本发明涉及一种土壤采集器的回收装置，尤其是涉及一种月球深层土壤采集器的回收装置。
背景技术
20世纪中叶以来，人类就不断地对月球进行探索。自1958年至1976年，美国和苏联共发射108个月球探测器，成功或者部分成功52个。月球探测取得划时代的成就。美国Apollo计划和苏联的Luna计划分别进行了载人和不载人的登月取样，共获得382.0211kg的月球样本。其中美国Apollo计划采集月球样本约381.7kg，苏联Luna计划采集月球样本约0.3211kg。其中Apollo计划采集样品基本通过人工进行，而Luna计划为自动采样。
深钻是目前唯一可以采集深层月壤并保留其结构特性的方式，它在Luna计划中得到实现，不过因为一些原因采样量较小。深层月壤受外部环境影响小，对研究的意义远大于表层月壤和月岩，故而深钻装置成为外星采样的重要工具。而外星球样品的回收同样是样品采集的重要环节，需要保证其不泄露、保持物理特性、密封性好、不受宇宙和地球环境污染等。
早期苏联的外星采样回收装置可靠性不高，Luna20就因为样品转移过程中产生泄漏而只回收了55g样品；近期欧美研究的外星采样装置大多是就地对所采样品进行分析，不用返回地球，所以相应的回收装置并不像深钻一样得到较大发展。而我国的探月计划中需要返回月球采集的样品，且要求样品量较大，目前各国的深层月壤采集器解决了深层月壤的采集问题，而将所采集月壤转移并回收的回收装置却缺少研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种月球深层土壤采集器的回收装置，使得样品的回收过程简单可靠、不泄露、且尽量可以保持采集的月壤保持原有状态。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
本发明的机座由四根支撑杆将上机座和下机座连接而成，在上机座和下机座之间安装有回收盒，下机座上安装回收盒驱动电机，下机座内安装有齿轮传动系，第一级被动齿轮与回收盒驱动电机轴上的主动齿轮啮合，最后一级被动齿轮同轴安装在回收盒驱动盘上，最后一级被动齿轮带动回收盒转动，上机座中心孔中放置回收盒盖，上机座四角分别安装一个直线电机，每个直线电机运动端对准回收盒盖圆周外缘均布的各自的卡槽，四个插销插入回收盒驱动盘上对应的通孔中，回收盒外圆柱面上端的外螺纹与回收盒盖内圆柱面的内螺纹相配合。
所述的回收盒中心设有圆柱形月表样品大孔，回收盒同一圆周上设有多个深钻月壤小孔。
所述的回收盒上端面和回收盒盖下端面间设有相配的密封垫。
所述的回收盒盖中心孔上部小圆柱面侧面均布三个平行于回收盒盖端面与外部不连通的凹槽，回收盒盖小圆柱面外的回收盒盖端面上有凸台，凸台开有通孔，通孔能与回收盒圆周开的每个深钻月壤小孔连通，凸台通孔的直径大于回收盒圆周上的深钻月壤小孔直径2mm～4mm。
本发明具有的有益效果是：
回收盒非结构件，强度要求不高，所以可采用低密度材料制作，降低了回收质量；回收盒中空槽可存放月表采集的样品，周围均布深槽内可放置深钻采集的深层月壤，隔离了所采集样品，并可较好的保持所采样品原有形态；在钻机将月壤袋依次推入月壤槽中时，电机驱动回收盒转动，转换月壤槽同时将回收盒旋入回收盒盖螺纹中，并在最终旋紧，完成深层月壤的密封；直线电机在月壤转移过程中伸出运动端卡紧回收盒盖，防止其轴向转动，月壤转移回收完成后收回，使得回收盒盖连同回收盒可被机械臂取出；整个过程简单而高效，机构简单、可靠。可用于月球土壤多杆钻机采样完成后的月壤转移、密封和回收。
附图说明
图1是本发明整体结构立体图。
图2是本发明动力部分的立体图。
图3是本发明所述回收盒盖部分的立体图。
图4是本发明回收盒被取出时的立体图。
图中：1、上机座，2、回收盒盖，3、回收盒，4、回收盒驱动电机，5、传动齿轮系，6、回收盒驱动盘，7、直线电机，8、支撑杆，9、下机座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的机座由四根支撑杆8将上机座1和下机座9连接而成，下机座9上安装回收盒驱动电机4，下机座9内安装有齿轮传动系，第一级被动齿轮与回收盒驱动电机4轴上的主动齿轮啮合，最后一级被动齿轮同轴安装在回收盒驱动盘6上。月壤回收时回收盒的旋转依靠驱动电机带动齿轮系再带动回收盒完成。上机座1中心孔中放置回收盒盖2，上机座1四角分别安装一个直线电机，每个直线电机运动端对准回收盒盖2圆周外缘均布的各自的卡槽。直线电机固定回收盒的位置。在上机座1和下机座9之间安装有回收盒3，回收盒3下端面均布四个插销插入回收盒驱动盘6上对应的通孔，回收盒3外圆柱面上端的外螺纹与回收盒盖2内圆柱面的内螺纹相配合。
所述的回收盒3中心开有月表样品槽，用于收集月表采样样品。回收盒3圆周开的多个月壤槽，用于收集深钻采样样品。
所述的回收盒3上端面和回收盒盖2下端面间设有相配的密封垫。
所述的回收盒盖2中心孔上部小圆柱面侧面均布三个平行于回收盒盖2大端面的凹槽，回收盒盖2小圆柱面外的回收盒盖2大端面上有凸台，凸台开有通孔，通孔能与回收盒3圆周开的每个月壤槽连通，通孔的直径大于回收盒3圆周上的月壤槽直径2mm～4mm。
如图2所示为本发明动力部分，包括依次连接的回收盒驱动电机4、传动齿轮系5和与末端齿轮同轴固连的回收盒驱动盘6。所述驱动电机的作用是提供动力，带动传动齿轮系5转动并传递给驱动盘6，再通过插入驱动盘孔的回收盒3底部的插口使回收盒转动，从而切换回收盒内对准回收盒盖2回收孔的月壤槽，准备下一个月壤袋的回收，同时将回收盒旋入回收盒盖的螺纹中。
如图3所示为本发明的回收盒盖部分，周向均布四个直线电机7对回收盒盖2进行限制，使其在完成月壤转移前固定不动。完成月壤转以后，直线电机7运动端收回，回收盒允许被取出。回收盒3圆周开的多个月壤槽并非均匀分布，而是空了一个位置，回收盒盖旋紧时，盖上的通孔与此位置相对应，保证其它月壤槽的密封。
如图4所示为本发明中回收盒被取出时的状态，此时四个直线电机7运动端收回，回收盒3已和回收盒盖2完全旋紧，机械臂通过连接回收盒盖2上的接口将回收盒取出。

Claims (4)

1.一种月球深层土壤采集器的回收装置，其特征在于：机座由四根支撑杆（8）将上机座（1）和下机座（9）连接而成，在上机座（1）和下机座（9）之间安装有回收盒（3），下机座（9）上安装回收盒驱动电机（4），下机座（9）内安装有齿轮传动系，第一级被动齿轮与回收盒驱动电机（4）轴上的主动齿轮啮合，最后一级被动齿轮同轴安装在回收盒驱动盘（6）上，最后一级被动齿轮带动回收盒（3）转动，上机座（1）中心孔中放置回收盒盖（2），上机座（1）四角分别安装一个直线电机，每个直线电机运动端对准回收盒盖（2）圆周外缘均布的各自的卡槽，回收盒（3）下端面均布四个插销插入回收盒驱动盘（6）上对应的通孔中，回收盒（3）外圆柱面上端的外螺纹与回收盒盖（2）内圆柱面的内螺纹相配合。
2.根据权利要求1所述的一种月球深层土壤采集器的回收装置，其特征在于：所述的回收盒（3）中心设有圆柱形月表样品大孔，回收盒（3）同一圆周上设有多个深钻月壤小孔。
3.根据权利要求1所述的一种月球深层土壤采集器的回收装置，其特征在于：所述的回收盒（3）上端面和回收盒盖（2）下端面间设有相配的密封垫。
4.根据权利要求1所述的一种月球深层土壤采集器的回收装置，其特征在于：所述的回收盒盖（2）中心孔上部小圆柱面侧面均布三个平行于回收盒盖（2）端面与外部不连通的凹槽，回收盒盖（2）小圆柱面外的回收盒盖（2）端面上有凸台，凸台开有通孔，通孔能与回收盒（3）圆周开的每个深钻月壤小孔连通，凸台通孔的直径大于回收盒（3）圆周上的深钻月壤小孔直径2mm～4mm。
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