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专利名称：百叶窗式月球表层样品采集封装装置的制作方法
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，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。


图I为本发明实施例剖面结构示意 图中标名称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。
具体实施例方式 本发明实施例如图I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I上设有电机2，机架I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I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，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 —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。
权利要求
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(I)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(I)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 )端口连接有封口金属箔(17 )，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I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I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I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I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I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(I)通过法兰连接有传动机械臂。
全文摘要
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，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。
文档编号G01N1/04GK102735495SQ20121025030
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月19日 优先权日2012年7月19日
发明者吴湘, 姜生元, 张伟伟, 王印超, 邓宗全, 陈化智, 陈明 申请人:哈尔滨工业大学