CN113428497B - 一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，包括超弹记忆合金刷丝、压板和安装螺钉；超弹记忆合金刷丝为超弹记忆合金丝单向排布成刷型，压板将超弹记忆合金刷丝压紧，通过安装螺钉将压板固定在样品收集容器口；当进行放样操作时，放样机构对超弹记忆合金刷丝施加压力，超弹记忆合金刷丝在压力作用下弯曲变形，让出放样机构通道，实现门盖的开启；当放样操作结束后，放样机构撤回，超弹记忆合金刷丝在不受力的情况下反弹回竖直状态；本发明能够在微重力条件下针对一定尺寸样品进行多次采样收纳。

Description

一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖
技术领域
本发明属于航天工程的技术领域，具体涉及一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖。
背景技术
在地外天体采样过程中，部分天体如小行星、彗星等没有重力，当采样完成后，样品的送样过程必然使样品以一定初始速度进入容器内，在微重力环境中样品与容器壁面碰撞或样品间碰撞将导致样品反弹，从容器内逸出，造成样品损失。现阶段我国完成的地外天体采样任务仅有嫦娥五号月球样品采样任务，由于月球重力为地球重力的1/6，当样品收集完成后，可通过重力作用，将样品留在容器内。目前我国在零重力条件下，对样品收集并防反弹方面的研究处于空白。
嫦娥五号采用铲取样品和钻取样品的采样技术，未对样品颗粒尺寸进行筛选，且现有技术无法对机械臂样品暂时封存，当进行第二次采样操作时，第一次收集到的样品可能会逸出样品收集容器，减少样品收集量，无法判断样品收集量是否满足要求，不满足样品多次收集的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，能够在微重力条件下针对一定尺寸样品进行多次采样收纳和样品尺寸筛选。
实现本发明的技术方案如下：
一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，包括超弹记忆合金刷丝、压板和安装螺钉；
所述超弹记忆合金刷丝为超弹记忆合金丝单向排布成刷型，压板将超弹记忆合金刷丝压紧，通过安装螺钉将压板固定在样品收集容器口；
当进行放样操作时，放样机构对超弹记忆合金刷丝施加压力，超弹记忆合金刷丝在压力作用下弯曲变形，让出放样机构通道，实现门盖的开启；当放样操作结束后，放样机构撤回，超弹记忆合金刷丝在不受力的情况下反弹回竖直状态。
进一步地，超弹记忆合金刷丝的直径范围为0.05mm～0.4mm。
进一步地，超弹记忆合金刷丝之间的间距为0～1mm。
进一步地，对超弹记忆合金刷丝的刷丝直径和刷丝之间间隙进行调整，满足不同尺寸样品的收集和不同门盖开启力。
进一步地，当大颗粒样品卡住柔性门盖时，仅有部分刷丝失效，其余刷丝均可正常工作。
有益效果：
1、与现有技术相比，本发明的柔性门盖工作尺寸小(现有的密封容器需要扭簧或者机械臂实现门盖的开合，占据空间大)，结构简单，满足样品多次收集的需求。
2、本发明门盖为柔性结构，当大颗粒样品卡住门盖时，可以通过微调样品位置，避免门盖被样品卡死，影响样品的收纳密封。同时，当部分样品颗粒卡于门盖刷丝时，仅有(局部刷丝处于失效状态)样品直径范围的刷丝处于失效模式，其余刷丝均可正常工作。
3、本发明可通过调节刷丝直径和刷丝间的间距来调节门盖开启力和采集样品直径范围。
4、与有机非金属材料相比，本发明所选用的超弹记忆合金具有储存寿命长、工作温度范围宽、长期变形条件下不会产生蠕变等金属具有的优良特性；与金属材料相比，具有刷丝转弯半径小(≤1mm)的特点，在容器放样口尺寸一致的情况下，超弹记忆合金的安装尺寸远远小于普通金属刷丝的安装尺寸，并且超弹记忆合金刷丝在长期弯折的情况下，不会发生塑性变形，当外力撤销后，刷丝返回竖直位置，阻挡放样接口，避免样品逸出。
附图说明
图1为本发明柔性门盖结构的俯视图。
图2为本发明柔性门盖结构的右视图。
其中，1-超弹记忆合金刷丝，2-压板，3-安装螺钉。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，包括超弹记忆合金刷丝、压板和安装螺钉；如图1和图2所示，压板2将超弹记忆合金刷丝1压紧后，通过安装螺钉3安装固定于地外天体采样容器放样口部；该柔性门盖用于微重力或无重力环境下，地外天体样品的收集，防止样品反弹出容器。
当进行放样操作时，机械臂或其他放样机构对超弹记忆合金刷丝1施加压力，超弹记忆合金刷丝1在压力作用下弯曲变形，让出放样机构通道，实现门盖的开启；
当放样操作结束后，放样机构撤回，超弹记忆合金刷丝1在不受力的情况下反弹回竖直状态，阻挡样品逸出；
本发明的优点是结构小巧，可通过调节刷丝直径和刷丝间的间距来调节门盖开启力和采集样品直径范围。并且该门盖为柔性结构，当大颗粒样品卡主门盖时，可以通过微调样品位置，避免门盖被样品卡死，影响样品的收纳密封。
当局部刷丝失效时，其余刷丝仍可继续作为门盖使用，可以阻挡样品从容器内逸出，避免收集到的样品损失，同时本发明的柔性门盖具有样品尺寸筛选的功能。而扭簧门盖一旦失效，整个放样通道开启，收集到的样品逸出容器，造成样品收集量的损失。
本发明门盖的工作温度范围为-100℃～100℃，工作温度范围宽，适用于各类地外天体采样任务。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，地外天体是微重力环境，其特征在于，包括超弹记忆合金刷丝、压板和安装螺钉；
所述超弹记忆合金刷丝为超弹记忆合金丝单向排布成刷型，压板将超弹记忆合金刷丝压紧，通过安装螺钉将压板固定在样品收集容器口；
当进行放样操作时，放样机构对超弹记忆合金刷丝施加压力，超弹记忆合金刷丝在压力作用下弯曲变形，让出放样机构通道，实现门盖的开启；当放样操作结束后，放样机构撤回，超弹记忆合金刷丝在不受力的情况下反弹回竖直状态。
2.如权利要求1所述的一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，其特征在于，超弹记忆合金刷丝的直径范围为0.05mm～0.4mm。
3.如权利要求1所述的一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，其特征在于，超弹记忆合金刷丝之间的间距为0～1mm。
4.如权利要求1所述的一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，其特征在于，对超弹记忆合金刷丝的刷丝直径和刷丝之间间隙进行调整，满足不同尺寸样品的收集和不同门盖开启力。
5.如权利要求1所述的一种用于地外天体样品密封容器的柔性门盖，其特征在于，当大颗粒样品卡住柔性门盖时，仅有部分刷丝失效，其余刷丝均可正常工作。
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