[發明專利]一種深空小行星樣品采集探測器的采樣裝置

有效

• 申請號: 201210364492.3
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102879218A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 張斌;胡成楠;俞敏;楊華勇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 周烽

技術領域

本發明涉及一種深空小行星樣品采集探測器，尤其涉及一種深空小行星樣品采集探測器的采樣裝置。

背景技術

小行星是圍繞太陽運行的巖石或金屬天體，它們的體積相當小，絕大多分布在火星和木星軌道之間。小行星深空探測是空間探測活動新的發展方向，是科學家了解太陽系的起源、進化和生命原材料物質的重要研究領域。

小行星所處的環境和地球所處的環境有很大的差別，環境重力幾乎為零，所以不能把在地球上所用的挖掘機械和采樣機械完全運用到小行星上。同時，以現在人類所擁有的技術，不能把大量的樣本帶到地球上進行分析，所能做的是帶回微量樣本返回地球，或者是直接在小行星上對其進行分析。日本的隼鳥號于2003年發射升空，在小行星25143上進行采樣，是第一個在小行星上成功采集樣品并成功返回的國家，隼鳥號在抵達小行星后發射一個物體擊中目標物體，通過濺起小行星上的表面土壤達到采樣的目的，但仍然存在耗能大、結構復雜等問題，影響探測器采樣的可靠性。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種深空小行星樣品采集探測器的采樣裝置。

本發明采用的技術方案是：一種基于擴散原理的高壓氣體彈射撞擊采樣機構，其主要包括：彈射端口、外殼、彈射球體存儲管、驅動電機、氣閥外殼、活塞、凸輪、扳機、扳機回復彈簧、底座伸出桿、底座活塞連接、底座、閥體、閥芯控制彈簧、閥芯、阻擋塊、彈射球體、拱形桿和活塞O形密封圈等。其特征是：電機驅動凸輪控制活塞啟動，活塞通過推動氣閥閥芯控制壓縮氣體的通斷，彈射球體在高壓氣體的推動下彈射出去，通過撞擊小行星表面產生土壤濺射達到采樣的目的。

主要結構特征：所述彈射端口嵌套在外殼前端，彈射端口的內徑與彈射球體相同，且經過拋光處理，使彈射球體在發射時受到較小的阻力；彈射端口垂直于外部探測器殼體底面，這樣在發射時能夠使彈射球體垂直撞擊在小行星表面，產生出最大的沖擊力；驅動電機、氣閥外殼、活塞、凸輪、扳機、扳機回復彈簧、底座伸出桿、底座活塞連接、底座、閥體、閥芯控制彈簧、閥芯、阻擋塊、彈射球體、拱形桿和活塞O形密封圈均固定在外殼內，凸輪與驅動電機的輸出軸連接，扳機的一端與凸輪接觸，扳機另一端的下部通過扳機回復彈簧連接外殼的內壁，扳機回復彈簧為扳機提供回復力；扳機另一端的上部與活塞下部的小槽相扣合，活塞的后部通過底座活塞連接彈簧與底座相連，活塞在氣閥外殼內做直線往復運動，活塞前端溝槽安裝有活塞O形密封圈，起氣閥外殼和活塞之間的密封作用；閥體固定在氣閥外殼內，閥體兩側各加工有溝槽，用于高壓氣體的通過；閥芯置于閥體內，一端由閥芯控制彈簧支撐，另一端穿過閥體；拱形桿與活塞固定連接，彈射球體由阻擋塊和拱形桿共同限位。

本發明具有的有益效果是：結構輕便，簡單可靠，所需驅動功率小，便于自動化操作，壓縮氣體使用液態氣體，可以為彈射球體提供更大的動能，另外，本機構可多次進行彈射球體的發射動作和濺射采樣，可進行多次多地點的樣品采樣，保證了采樣的成功，為我國深空小行星探測活動提供可參考的采樣裝置。

附圖說明

圖1是本發明的整體結構示意圖；

圖2是本發明的驅動部分結構示意圖；

圖3是本發明的活塞部分結構示意圖；

圖4、圖5是本發明的氣閥部分結構示意圖；

圖6是拱形桿和活塞固定連接的示意圖；

圖7是本發明的彈射球體初始狀態示意圖；

圖中：彈射端口1、外殼2、彈射球體存儲管3、驅動電機4、氣閥外殼5、活塞6、凸輪7、扳機8、扳機回復彈簧9、底座伸出桿10、底座活塞連接11、底座12、閥體13、閥芯控制彈簧14、閥芯15、阻擋塊16、彈射球體17、拱形桿18。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施對本發明作進一步說明，但不作為對本發明的限定。

由圖1-7可以看出，一種深空小行星樣品采集探測器的采樣裝置，主要包括：彈射端口1、外殼2、彈射球體存儲管3、驅動電機4、氣閥外殼5、活塞6、凸輪7、扳機8、扳機回復彈簧9、底座伸出桿10、底座活塞連接11、底座12、閥體13、閥芯控制彈簧14、閥芯15、阻擋塊16、彈射球體17、拱形桿18和活塞O形密封圈等。