专利名称：一种深空小行星样品采集探测器的采样装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种深空小行星样品采集探测器，尤其涉及一种深空小行星样品采集探测器的采样装置。
背景技术：
小行星是围绕太阳运行的岩石或金属天体，它们的体积相当�。蠖喾植荚诨鹦呛湍拘枪斓乐�。小行星深空探测是空间探测活动新的发展方向，是科学家了解太阳系的起源、进化和生命原材料物质的重要研究领域。小行星所处的环境和地球所处的环境有很大的差别，环境重力几乎为零，所以不能把在地球上所用的挖掘机械和采样机械完全运用到小行星上。同时，以现在人类所拥有 的技术，不能把大量的样本带到地球上进行分析，所能做的是带回微量样本返回地球，或者是直接在小行星上对其进行分析。日本的隼鸟号于2003年发射升空，在小行星25143上进行采样，是第一个在小行星上成功采集样品并成功返回的国家，隼鸟号在抵达小行星后发射一个物体击中目标物体，通过溅起小行星上的表面土壤达到采样的目的，但仍然存在耗能大、结构复杂等问题，影响探测器采样的可靠性。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种深空小行星样品采集探测器的采样装置。本发明米用的技术方案是一种基于扩散原理的高压气体弹射撞击米样机构，其主要包括弹射端口、外壳、弹射球体存储管、驱动电机、气阀外壳、活塞、凸轮、扳机、扳机回复弹簧、底座伸出杆、底座活塞连接、底座、阀体、阀芯控制弹簧、阀芯、阻挡块、弹射球体、拱形杆和活塞O形密封圈等。其特征是电机驱动凸轮控制活塞启动，活塞通过推动气阀阀芯控制压缩气体的通断，弹射球体在高压气体的推动下弹射出去，通过撞击小行星表面产生土壤溅射达到采样的目的。主要结构特征所述弹射端口嵌套在外壳前端，弹射端口的内径与弹射球体相同，且经过抛光处理，使弹射球体在发射时受到较小的阻力；弹射端口垂直于外部探测器壳体底面，这样在发射时能够使弹射球体垂直撞击在小行星表面，产生出最大的冲击力；驱动电机、气阀外壳、活塞、凸轮、扳机、扳机回复弹簧、底座伸出杆、底座活塞连接、底座、阀体、阀芯控制弹簧、阀芯、阻挡块、弹射球体、拱形杆和活塞O形密封圈均固定在外壳内，凸轮与驱动电机的输出轴连接，扳机的一端与凸轮接触，扳机另一端的下部通过扳机回复弹簧连接外壳的内壁，扳机回复弹簧为扳机提供回复力；扳机另一端的上部与活塞下部的小槽相扣合，活塞的后部通过底座活塞连接弹簧与底座相连，活塞在气阀外壳内做直线往复运动，活塞前端沟槽安装有活塞O形密封圈，起气阀外壳和活塞之间的密封作用；阀体固定在气阀外壳内，阀体两侧各加工有沟槽，用于高压气体的通过；阀芯置于阀体内，一端由阀芯控制弹簧支撑，另一端穿过阀体；拱形杆与活塞固定连接，弹射球体由阻挡块和拱形杆共同限位。本发明具有的有益效果是结构轻便，简单可靠，所需驱动功率�。阌谧远僮鳎顾跗迨褂靡禾澹梢晕淝蛱逄峁└蟮亩埽硗猓净箍啥啻谓械淝蛱宓姆⑸涠骱徒ι洳裳山卸啻味嗟氐愕难凡裳Ｖち瞬裳某晒Γ夜羁招⌒行翘讲饣疃峁┛刹慰嫉牟裳爸�。
图I是本发明的整体结构示意 图2是本发明的驱动部分结构示意 图3是本发明的活塞部分结构示意 图4、图5是本发明的气阀部分结构示意图；
图6是拱形杆和活塞固定连接的示意 图7是本发明的弹射球体初始状态示意 图中弹射端口 I、外壳2、弹射球体存储管3、驱动电机4、气阀外壳5、活塞6、凸轮7、扳机8、扳机回复弹簧9、底座伸出杆10、底座活塞连接11、底座12、阀体13、阀芯控制弹簧14、阀芯15、阻挡块16、弹射球体17、拱形杆18。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。由图1-7可以看出，一种深空小行星样品采集探测器的采样装置，主要包括弹射端口 I、外壳2、弹射球体存储管3、驱动电机4、气阀外壳5、活塞6、凸轮7、扳机8、扳机回复弹簧9、底座伸出杆10、底座活塞连接11、底座12、阀体13、阀芯控制弹簧14、阀芯15、阻挡块16、弹射球体17、拱形杆18和活塞O形密封圈等。主要结构特征所述弹射端口 I嵌套在外壳2前端，弹射端口 I的内径与弹射球体17相同，且经过抛光处理，使弹射球体17在发射时受到较小的阻力；弹射端口 I垂直于外部探测器壳体底面，这样在发射时能够使弹射球体垂直撞击在小行星表面，产生出最大的冲击力；驱动电机4、气阀外壳5、活塞6、凸轮7、扳机8、扳机回复弹簧9、底座伸出杆10、底座活塞连接11、底座12、阀体13、阀芯控制弹簧14、阀芯15、阻挡块16、弹射球体17和拱形杆18均固定在外壳2内，凸轮7与驱动电机4的输出轴连接，扳机8的一端与凸轮7接触，扳机8另一端的下部通过扳机回复弹簧9连接外壳2的内壁，扳机回复弹簧9为扳机8提供回复力；扳机8另一端的上部与活塞6下部的小槽相扣合，活塞6的后部通过底座活塞连接弹簧11与底座12相连，活塞6在气阀外壳5内做直线往复运动，活塞6前端沟槽安装有活塞O形密封圈19，起气阀外壳5和活塞6之间的密封作用；阀体13固定在气阀外壳5内，阀体13两侧各加工有沟槽，用于高压气体的通过；阀芯15置于阀体13内，一端由阀芯控制弹簧14支撑，另一端穿过阀体13 ;拱形杆18与活塞6固定连接，弹射球体17由阻挡块16和拱形杆18共同限位。工作过程如下本发明应用于深空小行星探测器中，当探测器着陆时，该装置开始工作，由图2可以看出，驱动电机4会带动凸轮7旋转一定角度,通过设计凸轮7轮廓曲线使得其突出部分推动扳机8，此时活塞部分便可以脱离扳机的约束。由图3-5可以看出，在活塞6后面的弹簧11作用下，活塞6以一定的动能插入到安放在其前端的气阀外壳腔体内，通过活塞上O型圈与气阀外壳5形成径向动密封，防止气体从此泄漏，与活塞6相连的拱形杆18会推动弹射球体17克服阻挡块16的阻力进入弹射端口 I中。与此同时，活塞6推动阀体13的阀芯15打开气阀，压缩气体通过阀体13的两侧加工的槽口达到弹射端口 I的弹射球体17，使弹射球体17以较大的动能从弹射端口 I射出，通过撞击小行星表面产生土壤溅射达到采样的目的。与此同时，高压气体也会推动活塞6反方向运动，扳机8重新扣住活塞6，与活塞6相连的拱形杆18同时收回，在弹射球体储存管3的弹 簧作用下，下一个弹射球体17进入待发射区，由阻挡块16重新限位。这个时候，整个采样机构系统重新回到初始状态，可以准备下一次发射。本发明中为了满足多次采样需要和采样可靠性的保证，该机构在存储管3中备有六颗弹射球体17，每次以相同动作完成弹射动作和溅射采样。
权利要求
1.一种深空小行星样品采集探测器的采样装置，其特征在于，它包括弹射端口( I)、外壳(2)、弹射球体存储管(3)、驱动电机(4)、气阀外壳(5)、活塞(6)、凸轮(7)、扳机(8)、扳机回复弹簧(9)、底座伸出杆(10)、底座活塞连接弹簧(11)、底座(12)、阀体(13)、阀芯控制弹簧(14)、阀芯(15)、阻挡块(16)、弹射球体(17)、拱形杆(18)和活塞O形密封圈(19)等；其中，所述弹射端口( I)嵌套在外壳(2 )前端，弹射端口( I)的内径与弹射球体(17 )相同，且经过抛光处理，使弹射球体(17)在发射时受到较小的阻力；弹射端口(I)垂直于外部探测器壳体底面，这样在发射时能够使弹射球体垂直撞击在小行星表面，产生出最大的冲击力；驱动电机(4)、气阀外壳(5)、活塞(6)、凸轮(7)、扳机(8)、扳机回复弹簧(9)、底座伸出杆(10)、底座活塞连接(11)、底座(12)、阀体(13)、阀芯控制弹簧(14)、阀芯(15)、阻挡块(16)、弹射球体(17)、拱形杆(18)和活塞O形密封圈(19)均固定在外壳(2)内，凸轮(7)与驱动电机(4)的输出轴连接，扳机(8)的一端与凸轮(7)接触，扳机(8)另一端的下部通过扳机回复弹簧(9 )连接外壳(2 )的内壁，扳机回复弹簧(9 )为扳机(8 )提供回复力；扳机(8 )另一端的上部与活塞(6)下部的小槽相扣合，活塞(6)的后部通过底座活塞连接弹簧(11)与底座(12 )相连，活塞(6 )在气阀外壳(5 )内做直线往复运动，活塞(6 )前端沟槽安装有活塞O形密封圈(19)，起气阀外壳(5)和活塞(6)之间的密封作用；阀体(13)固定在气阀外壳(5)内，阀体(13)两侧各加工有沟槽，用于高压气体的通过；阀芯(15)置于阀体(13)内，一端由阀芯控制弹簧(14)支撑，另一端穿过阀体(13);拱形杆(18)与活塞(6)固定连接，弹射球体(17 )由阻挡块(16 )和拱形杆(18 )共同限位。
全文摘要
本发明公开了一种深空小行星样品采集探测器的采样装置，其结构特征包括弹射端口、外壳、弹射球体存储管、驱动电机、气阀外壳、活塞、凸轮、扳机、扳机回复弹簧、底座伸出杆、底座活塞连接、底座、阀体、阀芯控制弹簧、阀芯、阻挡块、弹射球体、拱形杆和活塞O形密封圈等。其特征是驱动部分控制活塞启动，活塞通过推动气阀阀芯控制压缩气体的通断，弹射球体在高压气体的推动下以一定动能射出管口，通过撞击小行星表面产生土壤溅射达到采样的目的。本发明是一种质量�。峁辜虻タ煽浚阌谧远僮鳎⑶依美┥⒃砜朔傲阒亓Α被肪秤跋斓谋砻嫖⒘垦凡杉爸谩�
文档编号G01N1/04GK102879218SQ20121036449
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者张斌, 胡成楠, 俞敏, 杨华勇 申请人:浙江大学
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