[發明專利]一種沖擊貫入式星壤剖面柔性探尺

有效

• 申請號: 201811122942.1
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN109187072B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 張偉偉;劉榮凱;姜水清;劉賓;季節;徐傳喜;馬超;沈毅;鄧宗全;姜生元
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08;G01B3/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

一種沖擊貫入式星壤剖面柔性探尺，屬于地外天體采樣探測技術領域。本發明解決了現有的采用圓管型潛入基體的星壤剖面采樣探測裝置所需擠密空間大、占用空間大以及貫入困難的問題。它包括殼體、探尺本體及設置于殼體內部的潛入作動部分，殼體內豎直固設有中間隔板，所述探尺本體包括固裝在中間隔板上的尺囊、盤設在尺囊上的探尺基體以及鍵合于探尺基體表面的若干傳感器，探尺基體的一端為探頭，探頭后部固接有記憶合金采樣片，所述探尺基體上沿其長度方向并排開設有若干拔動孔，通過潛入作動部分驅動探尺基體運動。

技術領域

本發明涉及一種沖擊貫入式星壤剖面柔性探尺，屬于地外天體采樣探測技術領域。

背景技術

地外天體星壤剖面潛入探測通常采用螺旋鉆進、沖擊貫入的方式實現。沖擊貫入的方式對星壤剖面擾動小，能更好的保證剖面的原態信息，更利于探測信息的真實性。沖擊貫入的潛入方式一般是以圓柱作為潛入基體，將傳感器布置于圓柱基體表面，利用沖擊或靜壓的方式將探測基體貫入星壤剖面。歐空局在2004年發射Rosetta號就利用電磁吸合儲能并突然釋放產生沖擊將表面附有電學、熱學傳感器的圓柱管插入小行星土壤剖面的方式進行探測。美國NASA的阿姆斯研究中心設計的月球火星潛入器將沖擊元件集成至圓形管內，采用彈簧壓縮儲能的方式沖擊潛入器外殼，潛頭部分能夠伸出并采集土壤樣本。此外，美國Beagle2和Insight任務中均使用沖擊貫入的方式進行剖面探測，其基體均為圓管。

圓管狀基體能夠保證各向受力的均一性，并獲得較大的強度，但將圓管貫入土壤剖面需要較大的擠密空間，導致貫入較為困難，且剛性的基體本身所占空間較大，質量較大，深空探測時所需要的載荷代價較大。

發明內容

本發明是為了解決現有的采用圓管型潛入基體的星壤剖面采樣探測裝置所需擠密空間大、占用空間大以及貫入困難的問題，進而提供了一種沖擊貫入式星壤剖面柔性探尺。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種沖擊貫入式星壤剖面柔性探尺，它包括殼體、探尺本體及設置于殼體內部的潛入作動部分，殼體內豎直固設有中間隔板，所述探尺本體包括固裝在中間隔板上的尺囊、盤設在尺囊上的探尺基體以及鍵合于探尺基體表面的若干傳感器，探尺基體的一端為探頭，探頭后部固接有記憶合金采樣片，所述探尺基體上沿其長度方向并排開設有若干拔動孔，通過潛入作動部分驅動探尺基體運動。

進一步地，所述潛入作動部分包括錐齒輪組、連續沖擊部分、豎直固接在中間隔板上的電機以及水平穿裝在中間隔板上的主動軸，所述主動軸與電機之間通過錐齒輪組連接，所述連續沖擊部分包括穿裝在主動軸上的連沖輸入齒輪、同軸設置且均位于主動軸下方的連續沖擊輸入軸與連續沖擊輸出軸、套裝在連續沖擊輸入軸上的連沖輸出齒輪、同軸套裝在連續沖擊輸出軸上的連續沖擊輪、離合器輸出連接盤以及設置在連續沖擊輪與連沖輸出齒輪之間的連沖電磁離合器，所述連沖輸入齒輪與所述連沖輸出齒輪嚙合，所述連沖電磁離合器包括連沖電磁離合器內環和連沖電磁離合器外環，其中連沖電磁離合器內環固裝在連續沖擊輸入軸上的一端部，離合器輸出連接盤固裝在連續沖擊輸出軸上靠近連續沖擊輸入軸的一端部且與連沖電磁離合器外環同軸固接，連沖電磁離合器外環和連沖電磁離合器內環通電吸合，連續沖擊輪的外部沿其周向固設有若干第一外凸塊，連續沖擊輪通過其上的第一外凸塊以及探尺基體上的拔動孔驅動探尺基體運動。

進一步地，所述連續沖擊輪包括同軸套裝且周向浮動的連續沖擊內輪和連續沖擊外輪，所述第一外凸塊均布固設在連續沖擊外輪的外側壁，所述連續沖擊外輪的內側壁沿其周向均布有數量與第一外凸塊相等的若干內凸塊，且內凸塊與第一外凸塊一一對應設置，連續沖擊內輪的一側面轉動設置有數量與內凸塊相等的若干板簧片，且若干板簧片與若干內凸塊交錯設置。

進一步地，中間隔板的兩側分別固接有同軸設置的第一定位套筒和第二定位套筒，所述第一定位套筒同軸且轉動套設在連續沖擊輸出軸上，連沖電磁離合器內環包括同軸套裝且相互轉動連接的內圈和外圈，所述內圈與連續沖擊輸入軸固接，所述外圈通過所述第二定位套筒固設在中間隔板上。