JPH0882582A - 土砂中の試料採取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロケットへの搭載も容易で月や火星などにお
いて土砂中の試料を採取することが可能になることなど
を目的とする。 【構成】 先端に試料採取用のエンドコーンが設けられ
た前方コーンおよび前方コーンの後方に伸縮可能な複数
の伸縮用ロッドにより継がれた後方コーンが設置されそ
れぞれ加振装置により加振されるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、月や火星などにおいて
土砂中からサンプルを採取する場合などに適用される土
砂中の試料採取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は土砂中からサンプルを採取する場
合などに使用されている従来のサンプル採取装置の説明
図である。図において、従来は土砂中からサンプルを採
取する場合はボーリングにより行っており、必要な深度
までサンプル採取用のケーシングチューブ０３，コアチ
ューブ０４などの管を土砂中に挿入する。例えば、土砂
中５ｍの深度におけるサンプルを採取する場合には５ｍ
以上の挿入を必要とする。図における符号０１はボーリ
ングマシン、０２はボーリング用の注水ポンプである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のサ
ンプル採取装置においては、装置全体が大型になる。例
えば、土砂中５ｍ以上の深度におけるサンプルを採取す
る場合には５ｍ以上の挿入用の管などを必要とするた
め、月や火星などにおいて土砂中からサンプルを採取す
る場合にはロケットへの搭載が困難である。このため、
挿入用の管を途中で継ぐなどの方法も考えられるが、無
人探査の場合は挿入用の管を継ぐロボットも必要となっ
てシステム全体が複雑になる。また、ほぼ鉛直方向にし
か土砂中を移動することができない。例えば、土砂中の
水分濃度を測定しながら水分が高濃度の方向へサンプル
の採取場所を変更する場合は、一度挿入した管を引揚げ
て再び土砂中の表面からボーリングを開始しなければな
らない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る土砂中の試
料採取装置は上記課題の解決を目的にしており、先端に
試料採取用のエンドコーンが設けられた前方コーンと、
該前方コーンの後方に設置された後方コーンと、上記前
方コーンおよび上記後方コーンそれぞれを加振する加振
装置と、上記前方コーンと上記後方コーンとを継ぐ伸縮
可能な複数の伸縮用ロッドとを備えた構成を特徴とす
る。

【０００５】

【作用】即ち、本発明に係る土砂中の試料採取装置にお
いては、先端に試料採取用のエンドコーンが設けられた
前方コーンおよび前方コーンの後方に伸縮可能な複数の
伸縮用ロッドにより継がれた後方コーンが設置されそれ
ぞれ加振装置により加振されるようになっており、前方
コーンと後方コーンとを土砂中に埋没した状態で両者を
交互に加振することにより土砂の抵抗が低減し、複数の
伸縮用ロッドを互いのストロークを変えて伸縮すること
により土砂中を任意の方向へ移動してエンドコーンによ
り試料の採取が可能で土砂の表面から連続した管などを
挿入する必要がなく全体が小型化する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るサンプル採取
装置の説明図である。図において、本実施例に係るサン
プル採取装置は月や火星などにおいて土砂中からサンプ
ルを採取する場合などに使用されるもので、例えば無人
の月、火星の探査機で月や火星などまで輸送され、探査
機に装備されたマニピュレータなどにより微粒粉末等か
らなるレゴリスなどが堆積した土砂中に埋没された後、
探査機から電力などの供給を受けて土砂中を走行するよ
うに走行体状に形成されている。

【０００７】即ち、本装置は図に示すように前方コーン
１、本体前方部２、本体後方部４、後方コーン７の４要
部からなっており、本体前方部２には前方コーン１を加
振する加振装置３が設けられ、また本体後方部４には後
方コーン７を加振する加振装置６が設けられている。本
体前方部２と本体後方部４との間は伸縮する複数のロッ
ド１１により継がれており、本体後方部４にこれらロッ
ド１１の長さを駆動する駆動装置５が設けられている。
前方コーン１の先端にはサンプル回収用のエンドコーン
９と、このエンドコーン９を駆動する駆動装置１０とが
設けられている。また、後方コーン７には電源、回収用
ケーブルなどの取付け部８が設けられている。

【０００８】本装置を使用して土砂中からサンプルを採
取する場合は、本装置を探査機に搭載のマニピュレータ
などにより土砂中に完全に埋没された状態で設置し、初
めに加振装置３によって前方コーン１を振動させる。こ
のとき、本体前方部２も若干振動するが、本体後方部
４、後方コーン７は振動しない。一般に、土砂など砂状
の物質は土砂中の物体を振動することによって物体の移
動に対する抵抗が著しく減少する特性があり、この埋没
された状態で駆動装置５により伸縮用のロッド１１を伸
ばすと前方コーン１と本体前方部２とが前方へ移動す
る。このとき、複数個のロッド１１が伸長する長さをそ
れぞれ加減することにより、前方への移動方向を制御す
ることが可能である。

【０００９】次に、前方コーン１の加振を停止して後方
コーン７の加振装置６を作動させる。このとき、土砂の
移動に対する抵抗は後方コーン７側で減少するため、伸
縮用のロッド１１を縮めると本体後方部４と後方コーン
７とは前方コーン１と本体前方部２とに引かれて前進す
る。この手順で、本装置を前進させる場合の１サイクル
が完了する。後進させる場合は、前進させる場合の逆の
手順で行う。

【００１０】土砂中のサンプルを採取する場合は、前方
コーン１を加振状態にしてサンプル回収用のエンドコー
ン９を駆動装置１０により前方に押し出す。土砂は振動
しているためにエンドコーン９と前方コーン１との隙間
から容易内部に侵入して採取される。

【００１１】なお、本装置の前方コーン１、本体前方部
２、本体後方部４、後方コーン７などの外形は直線状に
形成されているが、加振時における土砂の移動に対する
抵抗を減少させるとともに、加振しない場合の移動に対
する抵抗を大きくするために波板状に形成してもよい。
また、電源、回収用ケーブルなど後方コーン７内に格納
されているケーブルは、前方コーン１，後方コーン７な
どが移動するときは送り出されるようになっており、前
方コーン１，後方コーン７の移動を容易にしている。

【００１２】従来のサンプル採取装置においては、装置
全体が大型になる。例えば、土砂中５ｍ以上の深度にお
けるサンプルを採取する場合には５ｍ以上の挿入用の管
などを必要とするため、月や火星などにおいて土砂中か
らサンプルを採取する場合にはロケットへの搭載が困難
である。このため、挿入用の管を途中で継ぐなどの方法
も考えられるが、無人探査の場合は挿入用の管を継ぐロ
ボットも必要となってシステム全体が複雑になる。ま
た、ほぼ鉛直方向にしか土砂中を移動することができな
い。例えば、土砂中の水分濃度を測定しながら水分が高
濃度の方向へサンプルの採取場所を変更する場合は、一
度挿入した管を引揚げて再び土砂中の表面からボーリン
グを開始しなければならないが、本サンプル採取装置に
おいては本装置の機体を土砂に対して相対的に固定され
る部分と動く部分とに分割し、その運動の組合わせによ
り機体全体が土砂中を走行可能にするとともに、土砂に
対して移動する部分に振動を与えることによって土砂の
抵抗を減じて動き易い機構になっており、機体が土砂中
に完全に埋没した状態で土砂中を移動可能である。これ
により、土砂の表面から連続した管などを挿入する必要
がなく、全体の小型化が可能で、また加振により機体の
移動に対する土砂の抵抗を低減化することにより土砂中
を移動する動力を小さくすることが可能で、月、火星な
どの比較的深部における土砂中のサンプルの採取が可能
になる。

【００１３】

【発明の効果】本発明に係る土砂中の試料採取装置は前
記のように構成されており、全体が小型化するので、ロ
ケットへの搭載も容易で月や火星などにおいて土砂中の
試料を採取することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例に係るサンプル採取装
置の断面図である。

【図２】図２は従来のサンプル採取装置の外観図であ
る。

【符号の説明】

１ 前方コーン ２ 本体前方部 ３ 前方コーンの加振装置 ４ 本体後方部 ５ 伸縮用ロッドの駆動装置 ６ 後方コーンの加振装置 ７ 後方コーン ８ 電源、回収用ケーブルの取付け部 ９ サンプル回収用のエンドコーン １０ エンドコーンの駆動装置 １１ 伸縮用ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端に試料採取用のエンドコーンが設け
   られた前方コーンと、該前方コーンの後方に設置された
   後方コーンと、上記前方コーンおよび上記後方コーンそ
   れぞれを加振する加振装置と、上記前方コーンと上記後
   方コーンとを継ぐ伸縮可能な複数の伸縮用ロッドとを備
   えたことを特徴とする土砂中の試料採取装置。