专利名称：振动压实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，特别是涉及一种振动压实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，本发明提供一种振动压实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振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于包括电机、旋拨单元、表采单元、封装单元；旋拨单元单元包括上连接块、下连接块、旋转体、摩擦轮和L型的臂杆，电机固定在上连接块上，上连接块固定连接在下连接块上，环状旋转体设置在上连接块与下连接块之间，摩擦轮设置在旋转体内部中空位置，摩擦轮轴线与旋转体轴线平行，摩擦轮外面分别与动力轴外面和旋转体内面相切，旋转体外部连接L型的臂杆；表采单元包括筒状的外壳、送料轴和螺旋输送片，下连接块与筒状的外壳固定连接，夕卜壳与电机同轴具有一向下开放口，送料轴与外壳同轴，与电机轴驱动连接，送料轴上 设有螺旋输送片，螺旋输送片上端外壳上开有出料口 ；封装单元包括连接筒、套筒和料筒，连接筒与外壳出料口通过环状滑块活动连接，连接筒与外壳出料口上周向设有相互配合的单向旋转的弹性棘爪和棘齿，套筒与连接筒外部通过滑块同轴活动连接，套筒与连接筒上周向设有相互配合的单向旋转的弹性棘爪和棘齿，套筒相对连接筒单向旋转方向与连接筒相对外壳出料口单向旋转方向相反，套筒外部连接有与臂杆配合槽轮，套筒内嵌套有与连接筒连接的料筒，料筒内设有与料筒同轴的封口软袋，软袋为无底圆筒状，软袋一端固定在料筒开口侧的内壁上，软袋另一端连接在出料口上周向设有收紧绳，收紧绳牵拉端通过连接筒壁上的孔固定在套筒上，料筒内部设有螺旋整理片。所述环状旋转体上面和下面通过环状滑块分别与上连接块和下连接块旋转活动链接。所述连接筒轴线与外壳轴线夹角小于90度。所述螺旋输送片和螺旋整理片的螺旋角为12度。所述外壳开放口端设有毛刷圈。所述连接筒和料筒通过螺纹或卡口连接，加装分离机构。
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2为本发明实施例整体结构示意图。图中标示名称1电机；2上连接块；3下连接块；4旋转体；5摩擦轮；6臂杆；7外壳；8送料轴；9螺旋输送片；10连接筒；11套筒；12槽轮；13料筒；14软袋；15收紧绳；16螺旋整理片；17环状滑块；18毛刷圈；19支架。
具体实施例方式 本发明实施例如图I、图2所示，该振动压实式月球表层样品采集封装装置包括电机I、旋拨单元、表采单元、封装单元；旋拨单元单元包括上连接块2、下连接块3、旋转体4、摩擦轮5和L型的臂杆6，电机I固定在上连接块2上，上连接块2通过支架19与下连接块3固定连接，环状旋转体4通过环状滑块17活动链接在上连接块2和下连接块3之间，旋转体4可绕自身轴线旋转，摩擦轮5设置在旋转体4内部中空位置，旋转体4旋转轴固定在支架19和下连接块3之间，摩擦轮5轴线与旋转体4轴线平行，摩擦轮5外面分别与动力轴外面和旋转体4内面相切，旋转体4外面固定连接L型的臂杆6 ;表采单元包括筒状的外壳7、送料轴8和螺旋输送片9，下连接块3与筒状的外壳7固定连接，外壳7与电机I同轴具有一向下开放口，开放口端设有毛刷圈18，送料轴8与外壳7同轴，与电机轴驱动连接，送料轴8上设有螺旋输送片9,螺旋输送片9螺旋角为12度,对应螺旋输送片9上端在外壳7上开有出料口 ；封装单元包括连接筒10、套筒11和料筒13，连接筒10与外壳7出料口通过环状滑块活动连接，连接筒10轴线与外壳7轴线呈75度倾角，连接筒10与外壳7出料口上周向设有相互配合的单向旋转的弹性棘爪和棘齿，连接筒10只能绕出料口顺时针单向旋转，套筒11与连接筒10外部通过滑块同轴活动连接，套筒11与连接筒10上周向设有相互配合的单向旋转的弹性棘爪和棘齿，套筒11只能绕连接筒10逆时针单向旋转，套筒11外部连接有与臂杆6配合槽轮12，槽轮12数量为六个，套筒11内活动嵌套有与连接筒10通过螺纹固定连接的料筒13，料筒13内设有与料筒13同轴的封口软袋14，软袋14为无底圆筒状，软袋14 一端固定在料筒13开口一侧的内壁上，软袋14另一端连接在出料口上，周向设有收紧绳15，收紧绳15周向穿插在软袋14经纬线中，收紧绳15具有在经纬线中单向运动特性，收紧绳15牵拉端通过连接筒10壁上的通孔固定在套筒11上，料筒13内壁软袋下部设有螺旋整理片16。工作时，电机I转动带动送料轴8和螺旋输送片9旋转，将月表外壳7开放口下方的岩块、碎石、月尘等物质向上传送到外壳7上部的出料口，由出料口进入料筒13，这一过程中电机驱动轴通过摩擦轮5将动力传递给旋转体4,旋转体4旋转带动臂杆6旋转,臂杆6驱动槽轮12顺时针间歇式旋转，由于与槽轮12固定连接的套筒11具有只能绕连接筒10逆时针旋转的单向特性，连接筒10具有绕出料口顺时针旋转的单向特性，所以此时套筒11带动连接筒10 —体顺时针间歇式旋转，料筒13也随着连接筒10间歇式旋转，臂杆6每旋转一周都会带给料筒封装单元一个震动冲击和60度旋转，通过震动和螺旋整理片16随料筒13的旋转，将收集到的物质向料筒13内部震动压实。当料筒13内月壤量达到预期值时电机反转，臂杆6驱动槽轮12逆时针间歇式旋转，由于连接筒10具有只能绕出料口顺时针旋转的单向特性，连接筒10和料筒13不再转动，而套筒11具有绕连接筒10逆时针旋转的单向特性，所以此时槽轮12带动与其固定连接的套筒11绕着连接筒10和料筒13旋转，与套筒11固定连接的收紧绳15在旋转套筒的牵拉下，将软袋14与出料口连接的一端拉下来，随着套筒11进一步旋转牵拉收紧袋口，最后拉断收紧绳15实现封装。本发明结构紧凑体积小重量轻，可靠性高，符合航天空间探索要求，可进行连续多点月壤采样，适用于月表物质采集与封装，对探月工程意义重大。
本发明实施例中在连接筒10和料筒13的连接方式上还可以采用卡口结构，可以加装分离机构，用于封装后的转送。
权利要求
1.一种振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于包括电机(I)、旋拨单元、表采单元、封装单元；旋拨单元单元包括上连接块(2)、下连接块(3)、旋转体(4)、摩擦轮(5 )和L型的臂杆(6 )，电机(I)固定在上连接块(2 )上，上连接块(2 )固定连接在下连接块(3)上，环状旋转体(4)设置在上连接块(2)与下连接块(3)之间，摩擦轮(5)设置在旋转体(4)内部中空位置，摩擦轮(5)轴线与旋转体(4)轴线平行，摩擦轮(5)外面分别与动力轴外面和旋转体(4)内面相切，旋转体(4)外部连接L型的臂杆(6);表采单元包括筒状的外壳(7 )、送料轴(8 )和螺旋输送片(9 )，下连接块(3 )与筒状的外壳(7 )固定连接，外壳(7 )与电机(I)同轴具有一向下开放口，送料轴(8 )与外壳(7 )同轴，与电机轴驱动连接，送料轴(8 )上设有螺旋输送片(9 )，螺旋输送片(9 )上端外壳(7 )上开有出料口；封装单元包括连接筒(10)、套筒(11)和料筒(13)，连接筒(10)与外壳(7)出料口通过环状滑块活动连接，连接筒(10 )与外壳(7 )出料口上周向设有相互配合的单向旋转的弹性棘爪和棘齿，套筒(11)与连接筒(10)外部通过滑块同轴活动连接，套筒(11)与连接筒(10)上周向设有相互配合的单向旋转的弹性棘爪和棘齿，套筒(11)相对连接筒(10)单向旋转方向与连接筒(10)相对外壳(7)出料口单向旋转方向相反，套筒(11)外部连接有与臂杆(6)配合槽轮(12)，套筒(11)内嵌套有与连接筒(10 )连接的料筒(13 )，料筒(13 )内设有与料筒(13 )同轴的封口 软袋(14)，软袋(14)为无底圆筒状，软袋(14) 一端固定在料筒(13)开口侧的内壁上，软袋(14)另一端连接在出料口上周向设有收紧绳(15)，收紧绳(15)牵拉端通过连接筒(10)壁上的孔固定在套筒(11)上，料筒(13 )内设有螺旋整理片(16 )。
2.根据权利要求I所述的振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述环状旋转体(4 )上面和下面通过环状滑块(17)分别与上连接块(2 )和下连接块(3 )旋转活动链接。
3.根据权利要求I所述的振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述连接筒(10)轴线与外壳(7)轴线夹角小于90度。
4.根据权利要求I所述的振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述螺旋输送片(9)和螺旋整理片(16)的螺旋角为12度。
5.根据权利要求I所述的振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述外壳(7)开放口端设有毛刷圈(18)。
6.根据权利要求I所述的振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于所述连接筒(10)和料筒(13)通过螺纹或卡口连接，加装分离机构。
全文摘要
本发明公布了一种振动压实式月球表层样品采集封装装置，其特征在于包括电机、旋拨单元、表采单元、封装单元；旋拨单元单元包括上连接块、下连接块、旋转体、摩擦轮和L型的臂杆；表采单元包括筒状的外壳、送料轴和螺旋输送片；封装单元包括连接筒、套筒和料筒；电机与上连接块连接，下连接块外壳固定连接，外壳有一向下开放口，送料轴与外壳同轴，与电机轴驱动连接，送料轴上设有螺旋输送片，螺旋输送片上端外壳上开有出料口；连接筒与外壳出料口单向旋转活动连接，套筒与连接筒单向旋转活动连接，套筒外部连接有与臂杆配合槽轮，套筒内嵌套有与连接筒连接的料筒；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G01N1/04GK102735493SQ201210250260
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, 杨学宁, 王印超, 邓宗全, 陈化智, 韩炜强 申请人:哈尔滨工业大学
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