CN102735495B - 百叶窗式月球表层样品采集封装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于机架上设有电机和输料管，输料管内设有与电机驱动轴连接的输送轴，输送轴上连接有驱动锥齿轮；输料管上设有进料口，进料口上连接有旋转采集筒，旋转采集筒内设有提升螺旋片，旋转采集筒连接有与其同轴的从动锥齿轮，从动锥齿轮与驱动锥齿轮啮合，旋转采集筒外径向连接有驱动拨杆；对应出料口设有外筒，外筒通过轴套和轴座与机架旋转连接，外筒上设有从动拨杆，外筒通过花键在其内部连接有样品筒，样品筒端口连接有封口金属箔的一端，封口金属箔另一端连接有封口环，封口环通过超越离合器与出料口连接。本装置结构紧凑体积小重量轻，可靠性高，符合空间探索要求，对探月工程意义重大。

Description

百叶窗式月球表层样品采集封装装置

技术领域

 本发明属于航天航空领域，涉及一种在月表低引力状态下月壤采集和封装工具，特别是涉及一种百叶窗式月球表层样品采集封装装置，采用振动压实的方式，实现对月球表层样品采集和封装。

背景技术

航天航空是人类探索自然界的前沿工程，走向太空已成为科技强国必不可少的标志，探月工程是我国航天事业下一阶段的重要内容之一，之前探月工程主要是通过遥测遥感来了解月球，要想揭开月球环境的神秘面纱最终还是要通过登月来实现，登月后要针对月球展开一系列的科研项目，每个环节都非常重要，其中之一就是要获取月球表面物质标本，如何在低引力环境下钻采收集月壤是一件十分不容易的事情，所以需要一种专用工具来实施，不同于传统钻采工具，要是用合航天项目的特殊性，这种工具既要质量轻便于发送，又要体积小空间利用率高，又要具有高的可靠性，仍有待于技术创新。

发明内容

为了更好的完成月表物质采集封装工作，本发明提供一种百叶窗式月球表层样品采集封装装置，能满足航天需求，实现表层月壤的采集和封装。

本发明采用的技术方案是：一种百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于机架上设有电机和输料管，输料管内设有与电机驱动轴同轴固定连接的输送轴，输送轴上设有输送螺旋片，在输料管外部输送轴上连接有驱动锥齿轮；输料管侧壁向下设有进料口，进料口上通过轴承连接有旋转采集筒，旋转采集筒内设有提升螺旋片，旋转采集筒连接有与其同轴的从动锥齿轮，从动锥齿轮与驱动锥齿轮啮合，旋转采集筒外径向连接有驱动拨杆；对应输料管设有出料口，对应出料口设有外筒，外筒通过轴套和轴座与机架旋转连接，外筒外部设有与驱动拨杆配合的从动拨杆，外筒通过花键在其内部连接有样品筒，样品筒端口连接有封口金属箔的一端，封口金属箔另一端连接有封口环，封口环通过超越离合器与出料口连接。

所述旋转采集筒下端口设有收集网，收集网由弹力线构成，沿旋转采集筒下端口周向分布有张开机构，弹力线架设在张开机构上。

所述外筒轴线与旋转采集筒轴线夹角小于90度。

所述样品筒内设有压实螺旋片。

所述旋转采集筒下端呈锥筒状。

所述机架通过法兰连接有传动机械臂。

本发明结构紧凑体积小重量轻，可靠性高，适用于月表物质采集与封装，对探月工程意义重大。

 附图说明：

图1为本发明实施例剖面结构示意图；

图中标示名称：1机架；2电机；3输料管；4输送轴；5输送螺旋片；6驱动锥齿轮；7旋转采集筒；8提升螺旋片；9从动锥齿轮；10驱动拨杆；11出料口；12外筒；13轴套；14轴座；15从动拨杆；16样品筒；17封口金属箔；18封口环；19超越离合器；20压实螺旋片。

 具体实施方式：

本发明实施例如图1所示，该一种百叶窗式月球表层样品采集封装装置，设有机架1，机架1上设有电机2，机架1内部连接有一水平的输料管3，输料管3内设有与电机2驱动轴同轴固定连接的输送轴4，输送轴4上设有输送螺旋片5，在输料管3外部输送轴4上连接有驱动锥齿轮6；输料管3侧壁向下设有进料口，进料口上通过轴承连接有旋转采集筒7，旋转采集筒7内壁固定连接有提升螺旋片8，旋转采集筒7下端呈锥筒状，下端口设有收集网，收集网由弹力线构成，沿旋转采集筒7下端口周向分布有张开机构，弹力线架设在张开机构上，可通过拍打一定体积的块状物体，使张开机构动作拉大弹力线间距，块状物体从弹力线间隙进入后，在张开机构作用下弹力线复位，块状物体不能掉落，滞留在旋转采集筒7内；旋转采集筒7连接有与其同轴的从动锥齿轮9，从动锥齿轮9与驱动锥齿轮6啮合，旋转采集筒7外径向连接有驱动拨杆10；对应输料管3设有出料口11，对应出料口11设有外筒12，出料口11和外筒12的轴线与旋转采集筒7轴线呈80度倾角，外筒12通过轴套13和轴座14与机架1旋转连接，外筒12外部固定连接有八个圆周阵列的与驱动拨杆10配合的从动拨杆15，外筒12通过花键在其内部连接有样品筒16，样品筒16内设有压实螺旋片20，样品筒16端口连接有封口金属箔17的一端，封口金属箔17另一端连接有封口环18，封口环18通过超越离合器19与出料口11连接，封口金属箔17为波纹管状折叠的褶皱金属箔纸，具有一定稳固性，封口金属箔17在封口环18的边沿处设有圆周阵列的压痕；机架通过法兰连接有传动机械臂。

工作时，机械臂将旋转采集筒7垂直放置在月表采样地点后，电机2正向启动，驱动输送轴4、输送螺旋片5和驱动锥齿轮6旋转，驱动锥齿轮6驱动从动锥齿轮9和旋转采集筒7以及提升螺旋片8旋转，在提升螺旋片8的作用下旋转采集筒7下方的岩块、碎石、月尘等物质向上传送到输料管3内，在输送螺旋片5的旋转推动下由出料口11进入样品筒16；在这一过程中旋转采集筒7旋转带动驱动拨杆10旋转，驱动拨杆10通过驱动从动拨杆15带动外筒12间歇式旋转，外筒12通过花键带动样品筒16随动转动，此时超越离合器19外圈绕内圈转动，封口金属箔17保持稳固形态不发生变形；旋转采集筒7每旋转一周，都会带给样品筒16一个震动冲击和45度旋转，通过震动和压实螺旋片20随样品筒16的旋转，将收集到的物质向样品筒16内部震动压实；当样品筒16内月壤量达到预期值时电机停转，机械臂将装置移动到回收位置，样品筒16处于直立状态，电机2反向启动，驱动拨杆10通过驱动从动拨杆15带动外筒12和样品筒16间歇式反向旋转，此时超越离合器19外圈绕内圈制动，封口环18不发生旋转动作，封口金属箔17破坏原有稳固形态扭曲变形，随着旋转的深入封口金属箔17中心漏斗状孔逐渐消失，封口金属箔17扭结在一起承受的扭力越来越大，最后封口金属箔17在封口环18的边沿压痕处断裂，实现对样品在样品筒16内的封装，脱离金属箔17的束缚样品筒16沿轴向与外筒12脱离，落入回收位置实现样品转送；在拾取较大块岩石时电机2停转，由机械臂控制收集网拍向目标岩块，使张开机构动作拉大弹力线间的间距，岩块从弹力线间隙进入后，在张开机构作用下弹力线复位，岩块不能掉落滞留在旋转采集筒7内，再通过机械臂按一定角度翻转，岩块落入品筒16内，可实现连续多种方式采集样品，为采集可靠性提供保障。本发明结构紧凑体积小重量轻，可靠性高，适用于月表物质采集与封装，对探月工程意义重大。

Claims (6)

1.一种百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于机架（1）上设有电机（2）和输料管（3），输料管（3）内设有与电机（2）驱动轴同轴固定连接的输送轴（4），输送轴（4）上设有输送螺旋片（5），在输料管（3）外部输送轴（4）上连接有驱动锥齿轮（6）；输料管（3）侧壁向下设有进料口，进料口上通过轴承连接有旋转采集筒（7），旋转采集筒（7）内设有提升螺旋片（8），旋转采集筒（7）连接有与其同轴的从动锥齿轮（9），从动锥齿轮（9）与驱动锥齿轮（6）啮合，旋转采集筒（7）外径向连接有驱动拨杆（10）；对应输料管（3）设有出料口（11），对应出料口（11）设有外筒（12），外筒（12）通过轴套（13）和轴座（14）与机架（1）旋转连接，外筒（12）外部设有与驱动拨杆（10）配合的从动拨杆（15），外筒（12）通过花键在其内部连接有样品筒（16），样品筒（16）内设有压实螺旋片（20），样品筒（16）端口连接有封口金属箔（17）的一端，封口金属箔（17）另一端连接有封口环（18），封口环（18）通过超越离合器（19）与出料口（11）连接。

2. 根据权利要求1所述的百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述旋转采集筒（7）下端口设有收集网，收集网由弹力线构成，沿旋转采集筒（7）下端口周向分布有张开机构，弹力线架设在张开机构上。

3. 根据权利要求1所述的百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述外筒（12）轴线与旋转采集筒（7）轴线夹角小于90度。

4. 根据权利要求1所述的百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述样品筒（16）内设有压实螺旋片（20）。

5. 根据权利要求1所述的百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述旋转采集筒（7）下端呈锥筒状。

6. 根据权利要求1所述的百叶窗式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述机架（1）通过法兰连接有传动机械臂。

Images