CN104062146B - 月壤采掘装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械结构，具体涉及一种采掘装置。月壤采掘装置，它安装于机械臂的末端，其技术方案是，它包括：挖掘模块(20)、振动模块(30)以及密封模块(40)；所述密封模块(40)与所述挖掘模块(20)固定连接，当所述伸缩斗(10)伸展到位后，所述挖掘斗(6)绕所述驱动轴(4)转动，与所述伸缩斗(10)构成封闭结构，分别实现对月壤的挖掘、密封、放样功能。本发明可配合机械臂通过调节与月壤表面的夹角，从而实现不同深度月壤的表层采样。挖掘完成后，密封模块(40)通过直线运动实现月壤的密封。放样时，通过振动模块(30)实现对壳体的敲击振动促使月壤顺利放样到样品容器中。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械结构，具体涉及一种采掘装置。
背景技术
月壤采掘机构安装在月球表取采样机械臂的末端，跟随机械臂接近月球表面，在机械臂各关节转动的配合下，实现对月壤的采掘及密封。目前只有美国阿波罗号探测器登陆月球，由人工采掘月壤，尚未有成功发射的机械臂对月球表面月壤的采样。
发明内容
本发明的目的是：设计一种新型的月壤采掘装置，在机械臂各关节转动的配合下，实现对月壤不同深度的采样及密封。
本发明的技术方案是：月壤采掘装置，它安装于机械臂的末端，它包括：挖掘模块、振动模块以及密封模块；
挖掘模块包括：通过输入锥齿轮、输出锥齿轮将动力传送至驱动轴的挖掘电机，安装在驱动轴两端并固定连接挖掘斗的两根连杆；
密封模块包括：圆柱形的外壳，安装在外壳外部并驱动丝杠旋转的密封电机，经丝杠驱动在外壳内沿轴线方向直线运动的螺母，与螺母固定连接的弧形伸缩斗；在螺母的推动下，伸缩斗向外壳外部伸出；
振动模块包括：将振动电机固定安装于外壳内壁的电机座，与振动电机输出连接的转接件，通过销轴与转接件连接的敲击块；电机座上设有凸起结构，在振动电机的带动下，敲击块呈周期性的敲击电机座处的凸起结构；
密封模块与挖掘模块固定连接，当伸缩斗伸展到位后，挖掘斗绕驱动轴转动，与伸缩斗构成封闭结构。
有益效果是：(1)本发明可配合机械臂通过调节与月壤表面的夹角，从而实现不同深度月壤的表层采样；(2)采样后的月壤可由密封机构密封，可防止运动过程中月壤的泄露；(3)在放样过程中，可通过振动模块实现月壤在月球小重力状态下的顺利放样。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的挖掘模块结构示意图；
图3为本发明中的密封模块结构示意图；
图4为本发明中的振动模块结构示意图；
图5为本发明的工作过程状态示意图；
图6为本发明实现不同深度的采样示意图；
其中，1-挖掘电机、2-输入锥齿轮、3-输出锥齿轮、4-驱动轴、5-连杆、6-挖掘斗、7-密封电机、8-丝杠、9-螺母、10-伸缩斗、11-外壳、12-电机座、13-敲击块、14-销轴、15-转接件、16-振动电机、20-挖掘模块、30-振动模块、40-密封模块。
具体实施方式
参见附图1，月壤采掘装置，它安装于机械臂的末端，它包括：挖掘模块20、振动模块30以及密封模块40；
参见附图2，挖掘模块20包括：通过输入锥齿轮2、输出锥齿轮3将动力传送至驱动轴4的挖掘电机1，安装在驱动轴4两端并固定连接挖掘斗6的两根连杆5；
参见附图3，密封模块40包括：圆柱形的外壳11，安装在外壳11外部并驱动丝杠8旋转的密封电机7，经丝杠8驱动在外壳11内沿轴线方向直线运动的螺母9，与螺母9固定连接的弧形伸缩斗10；在螺母9的推动下，伸缩斗10向外壳11外部伸出；
参见附图4，振动模块30包括：将振动电机16固定安装于外壳11内壁的电机座12，与振动电机16输出连接的转接件15，通过销轴14与转接件15连接的敲击块13；电机座12上设有凸起结构，在振动电机16的带动下，敲击块13呈周期性的敲击电机座12处的凸起结构；
密封模块40与挖掘模块20固定连接，当伸缩斗10伸展到位后，挖掘斗6绕驱动轴4转动，与伸缩斗10构成封闭结构。
参见附图5，月壤采掘装置的工作过程为：
参见附图6，A.通过机械臂将采掘装置升至设定高度H，并调整采掘装置轴线与月壤表面的夹角α，从而确定挖掘深度h；
B.启动挖掘电机1，令挖掘斗6挖掘月壤表面；
C.采样后，采掘装置调整至水平位完成挖掘过程，随后挖掘斗6升至伸缩斗10所在高度；
D.启动密封电机7，令伸缩斗10向外伸出，与挖掘斗6构成封闭结构，将挖掘到的样品密封；
E.通过机械臂将采掘装置调整至垂直位，密封电机7反转，伸缩斗10向内收回，同时启动振动电机16，令敲击块13敲击电机座12，使得样品滑落至外部容器中。
Claims (2)
1.月壤采掘装置，它安装于机械臂的末端，它包括：挖掘模块(20)、振动模块(30)其特征在于，它还包括：密封模块(40)；
所述挖掘模块(20)包括：通过输入锥齿轮(2)、输出锥齿轮(3)将动力传送至驱动轴(4)的挖掘电机(1)，安装在所述驱动轴(4)两端并固定连接挖掘斗(6)的两根连杆(5)；
所述密封模块(40)包括：圆柱形的外壳(11)，安装在所述外壳(11)外部并驱动丝杠(8)旋转的密封电机(7)，经所述丝杠(8)驱动在所述外壳(11)内沿轴线方向直线运动的螺母(9)，与所述螺母(9)固定连接的弧形伸缩斗(10)；在所述螺母(9)的推动下，所述伸缩斗(10)向所述外壳(11)外部伸出；
所述振动模块(30)包括：将振动电机(16)固定安装于所述外壳(11)内壁的电机座(12)，与所述振动电机(16)输出连接的转接件(15)，通过销轴(14)与所述转接件(15)连接的敲击块(13)；所述电机座(12)上设有凸起结构，在所述振动电机(16)的带动下，所述敲击块(13)呈周期性的敲击所述电机座(12)处的凸起结构；
所述密封模块(40)与所述挖掘模块(20)固定连接，当所述伸缩斗(10)伸展到位后，所述挖掘斗(6)绕所述驱动轴(4)转动，与所述伸缩斗(10)构成封闭结构。
2.如权利要求1所述的月壤采掘装置，其特征在于，所述月壤采掘装置的工作过程为：
A.通过所述机械臂将所述采掘装置升至设定高度H，并调整采掘装置轴线与月壤表面的夹角α；
B.启动所述挖掘电机(1)，令所述挖掘斗(6)挖掘月壤表面；
C.采样后，所述采掘装置调整至水平位完成挖掘过程，随后所述挖掘斗(6)升至所述伸缩斗(10)所在高度；
D.启动所述密封电机(7)，令所述伸缩斗(10)向外伸出，与所述挖掘斗(6)构成封闭结构，将挖掘到的样品密封；
E.通过所述机械臂将所述采掘装置调整至垂直位，所述密封电机(7)反转，所述伸缩斗(10)向内收回，同时启动所述振动电机(16)，令所述敲击块(13)敲击所述电机座(12)，使得样品滑落至外部容器中。
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