[發明專利]一種便于低重力傳送的月壤樣品容器構型

有效

• 申請號: 201711376116.5
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108287084B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 孫啟臣;莫桂冬;秦俊杰;王國欣;曾婷;王春健;王青
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

一種便于低重力傳送的月壤樣品容器構型，包括月壤樣品容器構型(6)、弱導向裝置(5)、密封容器(7)；月壤樣品容器構型(6)為薄壁圓環筒型構型，外壁設有導向錐段，內壁設有內壁導向配合段(4)，弱導向裝置(5)、密封容器(7)均安裝于固定結構上，月壤樣品容器(6)可沿弱導向裝置(5)、密封容器(7)的公共軸線向下傳送。

技術領域

本發明涉及一種便于低重力傳送的月壤樣品容器構型。

背景技術

我國探月三期工程規劃的科學目標是獲取月球樣品并返回地球。按照任務規劃，鉆進獲得的月壤樣品首先封裝在月壤樣品容器內，封裝完畢后，月壤樣品容器與樣品獲取機構分離，傳送至位于其正下方的密封容器中。由于月壤樣品容器能否可靠傳送入密封容器中關系到月球取樣任務的成敗，是系統單點失效環節，且月球表面為低重力環境，因此，月壤樣品容器的構型必須便于容器在低重力場下完成樣品傳送。

在與樣品獲取機構分離前，月壤樣品容器的軸線與位于其下部的密封容器的軸線存在一定的位置偏差，因此，不能通過設置精確導向裝置的方法將月壤樣品容器精確傳送至密封容器中，而是需要采取弱導向約束的方式使月壤樣品容器完成傳送，這就要求月壤樣品容器的構型在傳送過程中能夠自適應軸線偏差帶來的干擾，可靠地傳送至密封容器中；月壤樣品容器的構型還必須保證足夠的容積以盛裝月壤樣品，且必須保證月壤的可靠封裝，傳送過程中月壤樣品不外漏；月壤樣品容器直接暴露在空間環境中，對耐高低溫、抗輻照等性能要求苛刻；探月三期工程首次開展月球取樣返回任務，無類似產品可借鑒。

綜上，針對月球取樣返回這一全新任務，用于盛裝月壤的樣品容器無成熟設計產品可借鑒，需設計新的月壤樣品容器以完成低重力下的月壤樣品傳送動作。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種便于低重力傳送的月壤樣品容器構型，通過在圓環筒型月壤樣品容器外壁的適當部位設置三級導向錐段、內壁設置導向配合段，解決了在低重力條件下便于傳送的、且具有較強適應性的月壤樣品容器的構型設計難題，外壁處的導向錐段以及內壁處的導向配合段尺寸等導向特性可設計，可適用于不同的傳送工況。

本發明的技術解決方案是：一種便于低重力傳送的月壤樣品容器構型，其特征在于包括月壤樣品容器構型、弱導向裝置、密封容器；月壤樣品容器構型為薄壁圓環筒型構型，外壁設有導向錐段，內壁設有內壁導向配合段，弱導向裝置、密封容器均安裝于固定結構上，月壤樣品容器可沿弱導向裝置、密封容器的公共軸線向下傳送。

所述的月壤樣品容器構型包括外壁一級導向錐、外壁二級導向錐、外壁三級導向錐，在傳送過程中一級導向錐段保證月壤樣品容器下端可靠進入密封容器內，二級導向錐段使月壤樣品容器自動調整姿態角的功能，三級導向錐段使傳送到位時月壤樣品容器的軸線與密封容器軸線重合。

所述的外壁一級導向錐錐角范圍在70°～84°之間，外壁二級導向錐角度范圍在40°～66°之間，外壁三級導向錐角度范圍在4°～10°之間。

所述的弱導向裝置為圓柱結構，外壁設有潤滑層，潤滑層材料為二硫化鉬。

所述的弱導向裝置的直徑為內壁導向配合段直徑的99％，內壁導向配合段與弱導向裝置采用大間隙配合。

所述的月壤樣品容器表面有涂層，涂層的吸收率不大于0.5，發射率不低于0.7。

所述的一級導向錐段在傳送過程中先與密封容器的環形口接觸，接觸過程調整月壤樣品容器姿態，當一級導向錐段完全進入密封容器內部后，二級導向錐段與密封容器的環形口接觸，再次調整月壤樣品容器姿態，使月壤樣品容器的軸線向密封容器的軸線趨近，當二級導向錐段完全進入密封容器內部后，三級導向錐段與密封容器的環形口接觸，接觸過程對月壤樣品容器運動軌跡進行精確導向，使月壤樣品容器的軸線與密封容器的軸線趨于同軸，內壁導向配合段與弱導向裝置分離，最終月壤樣品容器的軸線基本與密封容器的軸線重合。

本發明與現有技術相比的優點在于：