專利名稱：振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航天航空領(lǐng)域，涉及一種在月表低引力狀態(tài)下月壤采集和封裝工具，特別是涉及一種振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，采用振動壓實的方式，實現(xiàn)對月球表層樣品采集和封裝。
背景技術(shù)：
航天航空是人類探索自然界的前沿工程，走向太空已成為科技強國必不可少的標志，探月工程是我國航天事業(yè)下一階段的重要內(nèi)容之一，之前探月工程主要是通過遙測遙感來了解月球，要想揭開月球環(huán)境的神秘面紗最終還是要通過登月來實現(xiàn)，登月后要針對月球展開一系列的科研項目，每個環(huán)節(jié)都非常重要，其中之一就是要獲取月球表面物質(zhì)標本，如何在低引力環(huán)境下鉆采收集月壤是一件十分不容易的事情，所以需要一種專用工具來實施，不同于傳統(tǒng)鉆采工具，要是用合航天項目的特殊性，這種工具既要質(zhì)量輕便于發(fā)送，又要體積小空間利用率高，又要具有高的可靠性，仍有待于技術(shù)創(chuàng)新。

發(fā)明內(nèi)容
為了更好的完成月表物質(zhì)采集封裝工作，本發(fā)明提供一種振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，能滿足航天需求，實現(xiàn)表層月壤的采集和封裝。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于包括電機、旋撥單元、表采單元、封裝單元；旋撥單元單元包括上連接塊、下連接塊、旋轉(zhuǎn)體、摩擦輪和L型的臂桿，電機固定在上連接塊上，上連接塊固定連接在下連接塊上，環(huán)狀旋轉(zhuǎn)體設(shè)置在上連接塊與下連接塊之間，摩擦輪設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)部中空位置，摩擦輪軸線與旋轉(zhuǎn)體軸線平行，摩擦輪外面分別與動力軸外面和旋轉(zhuǎn)體內(nèi)面相切，旋轉(zhuǎn)體外部連接L型的臂桿；表采單元包括筒狀的外殼、送料軸和螺旋輸送片，下連接塊與筒狀的外殼固定連接，夕卜殼與電機同軸具有一向下開放口，送料軸與外殼同軸，與電機軸驅(qū)動連接，送料軸上 設(shè)有螺旋輸送片，螺旋輸送片上端外殼上開有出料口 ；封裝單元包括連接筒、套筒和料筒，連接筒與外殼出料口通過環(huán)狀滑塊活動連接，連接筒與外殼出料口上周向設(shè)有相互配合的單向旋轉(zhuǎn)的彈性棘爪和棘齒，套筒與連接筒外部通過滑塊同軸活動連接，套筒與連接筒上周向設(shè)有相互配合的單向旋轉(zhuǎn)的彈性棘爪和棘齒，套筒相對連接筒單向旋轉(zhuǎn)方向與連接筒相對外殼出料口單向旋轉(zhuǎn)方向相反，套筒外部連接有與臂桿配合槽輪，套筒內(nèi)嵌套有與連接筒連接的料筒，料筒內(nèi)設(shè)有與料筒同軸的封口軟袋，軟袋為無底圓筒狀，軟袋一端固定在料筒開口側(cè)的內(nèi)壁上，軟袋另一端連接在出料口上周向設(shè)有收緊繩，收緊繩牽拉端通過連接筒壁上的孔固定在套筒上，料筒內(nèi)部設(shè)有螺旋整理片。所述環(huán)狀旋轉(zhuǎn)體上面和下面通過環(huán)狀滑塊分別與上連接塊和下連接塊旋轉(zhuǎn)活動鏈接。所述連接筒軸線與外殼軸線夾角小于90度。所述螺旋輸送片和螺旋整理片的螺旋角為12度。所述外殼開放口端設(shè)有毛刷圈。所述連接筒和料筒通過螺紋或卡口連接，加裝分離機構(gòu)。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕，可靠性高，適用于月表物質(zhì)采集與封裝，對探月工程意義重大。


圖I為本發(fā)明實施例剖面結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明實施例整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標示名稱1電機；2上連接塊；3下連接塊；4旋轉(zhuǎn)體；5摩擦輪；6臂桿；7外殼；8送料軸；9螺旋輸送片；10連接筒；11套筒；12槽輪；13料筒；14軟袋；15收緊繩；16螺旋整理片；17環(huán)狀滑塊；18毛刷圈；19支架。
具體實施例方式 本發(fā)明實施例如圖I、圖2所示，該振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置包括電機I、旋撥單元、表采單元、封裝單元；旋撥單元單元包括上連接塊2、下連接塊3、旋轉(zhuǎn)體4、摩擦輪5和L型的臂桿6，電機I固定在上連接塊2上，上連接塊2通過支架19與下連接塊3固定連接，環(huán)狀旋轉(zhuǎn)體4通過環(huán)狀滑塊17活動鏈接在上連接塊2和下連接塊3之間，旋轉(zhuǎn)體4可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，摩擦輪5設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體4內(nèi)部中空位置，旋轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)軸固定在支架19和下連接塊3之間，摩擦輪5軸線與旋轉(zhuǎn)體4軸線平行，摩擦輪5外面分別與動力軸外面和旋轉(zhuǎn)體4內(nèi)面相切，旋轉(zhuǎn)體4外面固定連接L型的臂桿6 ;表采單元包括筒狀的外殼7、送料軸8和螺旋輸送片9，下連接塊3與筒狀的外殼7固定連接，外殼7與電機I同軸具有一向下開放口，開放口端設(shè)有毛刷圈18，送料軸8與外殼7同軸，與電機軸驅(qū)動連接，送料軸8上設(shè)有螺旋輸送片9,螺旋輸送片9螺旋角為12度,對應螺旋輸送片9上端在外殼7上開有出料口 ；封裝單元包括連接筒10、套筒11和料筒13，連接筒10與外殼7出料口通過環(huán)狀滑塊活動連接，連接筒10軸線與外殼7軸線呈75度傾角，連接筒10與外殼7出料口上周向設(shè)有相互配合的單向旋轉(zhuǎn)的彈性棘爪和棘齒，連接筒10只能繞出料口順時針單向旋轉(zhuǎn)，套筒11與連接筒10外部通過滑塊同軸活動連接，套筒11與連接筒10上周向設(shè)有相互配合的單向旋轉(zhuǎn)的彈性棘爪和棘齒，套筒11只能繞連接筒10逆時針單向旋轉(zhuǎn)，套筒11外部連接有與臂桿6配合槽輪12，槽輪12數(shù)量為六個，套筒11內(nèi)活動嵌套有與連接筒10通過螺紋固定連接的料筒13，料筒13內(nèi)設(shè)有與料筒13同軸的封口軟袋14，軟袋14為無底圓筒狀，軟袋14 一端固定在料筒13開口一側(cè)的內(nèi)壁上，軟袋14另一端連接在出料口上，周向設(shè)有收緊繩15，收緊繩15周向穿插在軟袋14經(jīng)緯線中，收緊繩15具有在經(jīng)緯線中單向運動特性，收緊繩15牽拉端通過連接筒10壁上的通孔固定在套筒11上，料筒13內(nèi)壁軟袋下部設(shè)有螺旋整理片16。工作時，電機I轉(zhuǎn)動帶動送料軸8和螺旋輸送片9旋轉(zhuǎn)，將月表外殼7開放口下方的巖塊、碎石、月塵等物質(zhì)向上傳送到外殼7上部的出料口，由出料口進入料筒13，這一過程中電機驅(qū)動軸通過摩擦輪5將動力傳遞給旋轉(zhuǎn)體4,旋轉(zhuǎn)體4旋轉(zhuǎn)帶動臂桿6旋轉(zhuǎn),臂桿6驅(qū)動槽輪12順時針間歇式旋轉(zhuǎn)，由于與槽輪12固定連接的套筒11具有只能繞連接筒10逆時針旋轉(zhuǎn)的單向特性，連接筒10具有繞出料口順時針旋轉(zhuǎn)的單向特性，所以此時套筒11帶動連接筒10 —體順時針間歇式旋轉(zhuǎn)，料筒13也隨著連接筒10間歇式旋轉(zhuǎn)，臂桿6每旋轉(zhuǎn)一周都會帶給料筒封裝單元一個震動沖擊和60度旋轉(zhuǎn)，通過震動和螺旋整理片16隨料筒13的旋轉(zhuǎn)，將收集到的物質(zhì)向料筒13內(nèi)部震動壓實。當料筒13內(nèi)月壤量達到預期值時電機反轉(zhuǎn)，臂桿6驅(qū)動槽輪12逆時針間歇式旋轉(zhuǎn)，由于連接筒10具有只能繞出料口順時針旋轉(zhuǎn)的單向特性，連接筒10和料筒13不再轉(zhuǎn)動，而套筒11具有繞連接筒10逆時針旋轉(zhuǎn)的單向特性，所以此時槽輪12帶動與其固定連接的套筒11繞著連接筒10和料筒13旋轉(zhuǎn)，與套筒11固定連接的收緊繩15在旋轉(zhuǎn)套筒的牽拉下，將軟袋14與出料口連接的一端拉下來，隨著套筒11進一步旋轉(zhuǎn)牽拉收緊袋口，最后拉斷收緊繩15實現(xiàn)封裝。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕，可靠性高，符合航天空間探索要求，可進行連續(xù)多點月壤采樣，適用于月表物質(zhì)采集與封裝，對探月工程意義重大。
本發(fā)明實施例中在連接筒10和料筒13的連接方式上還可以采用卡口結(jié)構(gòu)，可以加裝分離機構(gòu)，用于封裝后的轉(zhuǎn)送。
權(quán)利要求
1.一種振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于包括電機(I)、旋撥單元、表采單元、封裝單元；旋撥單元單元包括上連接塊(2)、下連接塊(3)、旋轉(zhuǎn)體(4)、摩擦輪(5 )和L型的臂桿(6 )，電機(I)固定在上連接塊(2 )上，上連接塊(2 )固定連接在下連接塊(3)上，環(huán)狀旋轉(zhuǎn)體(4)設(shè)置在上連接塊(2)與下連接塊(3)之間，摩擦輪(5)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體(4)內(nèi)部中空位置，摩擦輪(5)軸線與旋轉(zhuǎn)體(4)軸線平行，摩擦輪(5)外面分別與動力軸外面和旋轉(zhuǎn)體(4)內(nèi)面相切，旋轉(zhuǎn)體(4)外部連接L型的臂桿(6);表采單元包括筒狀的外殼(7 )、送料軸(8 )和螺旋輸送片(9 )，下連接塊(3 )與筒狀的外殼(7 )固定連接，外殼(7 )與電機(I)同軸具有一向下開放口，送料軸(8 )與外殼(7 )同軸，與電機軸驅(qū)動連接，送料軸(8 )上設(shè)有螺旋輸送片(9 )，螺旋輸送片(9 )上端外殼(7 )上開有出料口；封裝單元包括連接筒(10)、套筒(11)和料筒(13)，連接筒(10)與外殼(7)出料口通過環(huán)狀滑塊活動連接，連接筒(10 )與外殼(7 )出料口上周向設(shè)有相互配合的單向旋轉(zhuǎn)的彈性棘爪和棘齒，套筒(11)與連接筒(10)外部通過滑塊同軸活動連接，套筒(11)與連接筒(10)上周向設(shè)有相互配合的單向旋轉(zhuǎn)的彈性棘爪和棘齒，套筒(11)相對連接筒(10)單向旋轉(zhuǎn)方向與連接筒(10)相對外殼(7)出料口單向旋轉(zhuǎn)方向相反，套筒(11)外部連接有與臂桿(6)配合槽輪(12)，套筒(11)內(nèi)嵌套有與連接筒(10 )連接的料筒(13 )，料筒(13 )內(nèi)設(shè)有與料筒(13 )同軸的封口 軟袋(14)，軟袋(14)為無底圓筒狀，軟袋(14) 一端固定在料筒(13)開口側(cè)的內(nèi)壁上，軟袋(14)另一端連接在出料口上周向設(shè)有收緊繩(15)，收緊繩(15)牽拉端通過連接筒(10)壁上的孔固定在套筒(11)上，料筒(13 )內(nèi)設(shè)有螺旋整理片(16 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于所述環(huán)狀旋轉(zhuǎn)體(4 )上面和下面通過環(huán)狀滑塊(17)分別與上連接塊(2 )和下連接塊(3 )旋轉(zhuǎn)活動鏈接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于所述連接筒(10)軸線與外殼(7)軸線夾角小于90度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于所述螺旋輸送片(9)和螺旋整理片(16)的螺旋角為12度。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于所述外殼(7)開放口端設(shè)有毛刷圈(18)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于所述連接筒(10)和料筒(13)通過螺紋或卡口連接，加裝分離機構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種振動壓實式月球表層樣品采集封裝裝置，其特征在于包括電機、旋撥單元、表采單元、封裝單元；旋撥單元單元包括上連接塊、下連接塊、旋轉(zhuǎn)體、摩擦輪和L型的臂桿；表采單元包括筒狀的外殼、送料軸和螺旋輸送片；封裝單元包括連接筒、套筒和料筒；電機與上連接塊連接，下連接塊外殼固定連接，外殼有一向下開放口，送料軸與外殼同軸，與電機軸驅(qū)動連接，送料軸上設(shè)有螺旋輸送片，螺旋輸送片上端外殼上開有出料口；連接筒與外殼出料口單向旋轉(zhuǎn)活動連接，套筒與連接筒單向旋轉(zhuǎn)活動連接，套筒外部連接有與臂桿配合槽輪，套筒內(nèi)嵌套有與連接筒連接的料筒；本裝置結(jié)構(gòu)緊湊體積小重量輕，可靠性高，符合空間探索要求，對探月工程意義重大。
文檔編號G01N1/04GK102735493SQ201210250260
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者吳湘, 姜生元, 楊學寧, 王印超, 鄧宗全, 陳化智, 韓煒強 申請人:哈爾濱工業(yè)大學