CN102507254B

CN102507254B - 一种月壤采样密封回收装置

Info

Publication number: CN102507254B
Application number: CN 201110304158
Authority: CN
Inventors: 张斌; 王双; 马吉恩; 杨华勇
Original assignee: Zhejiang University ZJU
Current assignee: Zhejiang University ZJU
Priority date: 2011-10-10
Filing date: 2011-10-10
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2031-10-10
Also published as: CN102507254A

Abstract

本发明公开了一种月壤采样密封回收装置。它主要包括安装筒体底部的推盘和底盖。支撑推盘底盖的弹簧和导向柱，提供向上压缩的动力。三个直线电机固定推盘和底盖的初始位置。筒体上端安装顶盖和夹持机构。一个驱动电机控制顶盖的开启与闭合，另一个驱动电机通过一个四杆机构控制圆弧机械手的开合。四杆机构的使用保证两个圆弧机械手的运动协调一致，圆弧机械手包覆顶盖的范围为270°。筒体上开有三个导轨槽，防止工作过程受力倾覆。本发明结构简单，功能全面，能够充分利用回收装置的顶部和底部，节省空间，减轻质量。同时避免了月壤的再一次暴露，能够有效的保持月壤纹理。

Description

一种月壤采样密封回收装置

技术领域

本发明涉及一种采样密封回收装置，尤其是涉及一种月壤采样密封回收装置。

背景技术

我国月球探测三期工程的主要目标是进行月球样品的采集并返回地球。采样返回工作中一个必不可少的内容就是月壤的密封和回收。目前，只有前苏联的luna计划真正实现了钻取月壤的自动密封和回收。从苏联的资料中可以看出，密封形式和取样结构是息息相关的。深钻采样是现今发展的重点，也是研究的重点。针对深钻采样，其密封、稳固和样品运送也应该有其独特之。为此，开发出一种针对深钻取样的样品密封、回收和稳固装置也是当务之急。

发明内容

为了解决月壤回收密封的问题，本发明的目的在于提供的是一种月壤采样密封回收装置，结构简单、功能全面、质量轻巧的月壤回收密封装置。

本发明采用的技术方案是：

本发明在筒体内圆周上开有三条等分分布的垂直底面的直线导轨槽，筒体上端设置有中部具有环形凹槽的顶盖，圆弧钳式机械手夹持在顶盖的环形凹槽中，圆弧钳式机械手的固定端用四杆机构连接，第一驱动电机安装在筒体外的T形块大端的下部，第一驱动电机轴上的齿轮与丝杠一端的齿轮啮合，丝杠安装在T形块的下部与四杆机构的滑动块相配合，丝杠的另一端支撑在固定块上，第二驱动电机与第一驱动电机相垂直安装，第二驱动电机轴的齿轮与固定在T形块轴上的齿轮相啮合；筒体下表面安装有等分分布的三个能伸缩的导向柱，每个导向柱外部套有弹簧，弹簧的一端和导向柱的伸出端与推盘压紧接触，推盘的外圈设有三个等分分布的凸导向滑块，三个导向滑块分别与各自的直线导轨槽相配合，推盘的上表面设置有与推盘外径相等的截面为“凹”字形的底盘，底盘的外圆设有三个同一圆周等分分布的卡扣，三个同一圆周等分分布的直线电机嵌入在筒体下部内圆柱面中，三个直线电机的伸出端均同时能压紧在卡扣后部端面上。

所述的圆弧钳式机械手夹持密封顶盖的角度为270°。

本发明具有的有益效果是：

本发明充分利用的回收舱内的有限空间完成了月壤的回收密封问题，对一些设备实现了二次利用，减少了设备的质量，简化了设备结构。结构简单，功能全面，能够充分利用回收装置的顶部和底部，节省空间，减轻质量，并能较好的保存所采集月壤纹理。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明所述推盘和底盖部分示意图。

图3是本发明所述底盖卡扣示意图。

图4是本发明所述底部弹簧及导向柱示意图。

图5是本发明所述回收装置顶盖部分示意图。

图6是本发明所述夹持机构示意图。

图7是本发明所述夹持机构驱动部分示意图。

图中：1、推盘，2、直线电机，3、底盖，4、导轨槽，5、夹持机构，6、顶盖，7、卡扣，8、导向滑块，9、弹簧，10、导向柱，11、第二驱动电机，12、圆弧钳式机械手，13、四杆机构，14、丝杠，15、第一驱动电机，16、T形块，17、筒体。

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5所示，一种月壤采样密封装置主要包括安装筒体底部的推盘1和底盖3，支撑推盘1、底盖3的弹簧9和导向柱10，固定初始位置的直线电机2，筒体上端安装顶盖6和夹持机构5。本发明工作时由推盘1提供的压紧力和驱动电机11提供的自锁力完成月壤采样回收箱的压缩及密封。在到达指定位置后，圆弧钳式机械手12释放，在弹簧力的进一步推动下，将回收箱弹出。本发明能够一次性自动的完成月壤的密封、稳固、样品转移的工作。

如图1所示，在筒体17内圆周上开有三条等分分布的垂直底面的直线导轨槽4，用于底盖3上升时的导向和防止产生不平衡力造成的倾覆。筒体17上端设置有中部具有环形凹槽的顶盖6，圆弧钳式机械手12夹持在顶盖6的环形凹槽中，圆弧钳式机械手12的固定端用四杆机构连接，四杆机构能够保证圆弧钳式机械手的两个钳的运动协调一致。所述的圆弧钳式机械手12夹持顶盖6的角度为270°。

如图2所示，为本发明所述的推盘1和底盖3。推盘1的外圈设有三个等分分布的凸导向滑块8 ，三个导向滑块8分别与各自的直线导轨槽4相配合，推盘1的上表面设置有与推盘1外径相等的截面为“凹”字形的底盘3，底盘3的外圆设有三个同一圆周等分分布的卡扣7。三个同一圆周等分分布的直线电机2嵌入在筒体17下部内圆柱面中，三个直线电机的伸出端均同时能压紧在卡扣7后部端面上，保证底盖3的初始位置。当回收箱放入后，底盖3上的三个卡扣7将回收箱固定。当顶盖6合上后，直线电机2打开，在弹簧9的推力作用下，回收箱被压缩紧固，完成回收箱下端的二次密封。三个导轨槽4、三个导向滑块8以及三个导向柱10保证底盖3上升时不会倾覆。顶盖6和底盖3均设有自适应斜坡导向，保证回收箱的在卡扣7的作用下可以完全卡紧密封。

如图3所示，为本发明所述底盖3部分卡扣7示意图。卡扣7是一截面为梯形的圆弧实体。当回收箱放入时，用于卡紧回收箱边缘，完成底盖3的密封工作。

如图4所示，筒体下表面安装有等分分布的三个能伸缩的导向柱10，每个导向柱10外部套有弹簧9，弹簧9的一端和导向柱10的伸出端与推盘1压紧接触。弹簧9所提供的推力能够完成密封压缩过程，其伸长量能够满足将回收箱推出的要求。导向柱10能够防止弹簧9的倾覆。

如图5所示，为本发明所述的回收装置顶盖6部分。当回收箱放入后，电机11驱动顶盖6合上，弹簧9提供推力将回收箱压缩，并且将回收箱与顶盖6扣合，完成回收箱的二次密封。当到达指定位置后，夹持机构5松开顶盖6，在弹簧力的进一步推动下将回收箱推出。

如图6，如图7所示，为本发明所述的夹持机构5。其主要包括一个270°的圆弧钳式机械手12以及夹持机构的驱动部分，第一驱动电机15，第二驱动电机11，四杆机构13，丝杠14，T形块16。其工作原理为第一驱动电机15带动丝杠14来控制圆弧钳式机械手12的开合，四杆机构13的使用保证两个圆弧钳式机械手的动作协调一致。第二驱动电机11提供顶盖锁紧和开启的动力。

如图7所示，为本发明所述夹持机构驱动部分示意图。第一驱动电机15安装在筒体17外的T形块16大端的下部，第一驱动电机15轴上的齿轮与丝杠14一端的齿轮啮合，丝杠14安装在T形块16的下部与四杆机构的滑动块相配合，丝杠14的另一端支撑在固定块上。第一驱动电机15控制圆弧钳式机械手12的开合。第二驱动电机11与第一驱动电机15相垂直安装，第二驱动电机11轴的齿轮与固定在T形块轴上的齿轮相啮合；第二驱动电机11控制顶盖6的开合和密封，并在弹簧9推动底盖3向上运动的时候提供锁紧力。

为检测机构的运动状态，在一些机构上装有相应的传感器。

Claims

1.一种月壤采样密封回收装置，其特征在于：在筒体（17）内圆周上开有三条等分分布的垂直底面的直线导轨槽（4），筒体（17）上端设置有中部具有环形凹槽的顶盖（6），圆弧钳式机械手（12）夹持在顶盖（6）的环形凹槽中，圆弧钳式机械手（12）的固定端用四杆机构连接，第一驱动电机（15）安装在筒体（17）外的T形块（16）大端的下部，第一驱动电机（15）轴上的齿轮与丝杠（14）一端的齿轮啮合，丝杠（14）安装在T形块（16）的下部与四杆机构的滑动块相配合，丝杠（14）的另一端支撑在固定块上，第二驱动电机（11）与第一驱动电机（15）相垂直安装，第二驱动电机（11）轴的齿轮与固定在T形块轴上的齿轮相啮合；筒体下表面安装有等分分布的三个能伸缩的导向柱（10），每个导向柱（10）外部套有弹簧（9），弹簧（9）的一端和导向柱（10）的伸出端与推盘（1）压紧接触，推盘（1）的外圈设有三个等分分布的凸导向滑块（8），三个凸导向滑块（8）分别与各自的直线导轨槽（4）相配合，推盘（1）的上表面设置有与推盘（1）外径相等的截面为“凹”字形的底盘（3），底盘（3）的外圆设有三个同一圆周等分分布的卡扣（7），三个同一圆周等分分布的直线电机（2）嵌入在筒体（17）下部内圆柱面中，三个直线电机的伸出端均同时能压紧在卡扣（7）后部端面上。