[發(fā)明專利]一種小行星表面可選點(diǎn)采樣器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811276465.4
• 申請(qǐng)日: 2018-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN111122216A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全齊全;唐德威;楊正;黃江川;鄧宗全
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/04
• 分類號(hào): G01N1/04
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 張金珠

一種小行星表面可選點(diǎn)采樣器，屬于星體探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的探測(cè)器無法應(yīng)用于小行星探測(cè)采樣的問題。轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)通過進(jìn)尺機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)豎直方向的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所述采樣鉆包括殼體、第一電機(jī)支撐架、回轉(zhuǎn)電機(jī)、第一主動(dòng)齒輪、第一從動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸、鉆桿、鉆桿套、端蓋、變幅桿及壓電陶瓷疊堆，其中回轉(zhuǎn)電機(jī)豎直固定在轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)上，殼體的外側(cè)壁通過第一電機(jī)支撐架與回轉(zhuǎn)電機(jī)固接，第一主動(dòng)齒輪固接在回轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上，傳動(dòng)軸同軸穿裝在第一從動(dòng)齒輪上，變幅桿同軸套設(shè)在傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸的下端與鉆桿的上端同軸固接，鉆桿套的上部水平開設(shè)有通孔，氣罐與通孔的一端通過進(jìn)氣管連通，返回艙與通孔的另一端通過樣品管連通。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小行星表面可選點(diǎn)采樣器，屬于星體探測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

小行星和彗星是太陽系中的重要成員，他們保存著太陽系形成初期的原始成分和演化歷史，是研究太陽系起源的“活化石”。國際小行星探測(cè)已從早期的飛躍探測(cè)和近期的環(huán)繞著陸探測(cè)過渡到如今的采樣返回探測(cè)。在幾乎沒有重力的小天體上，如果采用像在月球上一樣用鐵鍬采掘樣品，那么探測(cè)器本身就馬上被反彈出很遠(yuǎn)。因此提出一種低軸向力的采樣器對(duì)于小行星探測(cè)具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的探測(cè)器無法應(yīng)用于小行星探測(cè)采樣的問題，進(jìn)而提供了一種小行星表面可選點(diǎn)采樣器。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種小行星表面可選點(diǎn)采樣器，它包括探測(cè)器主體和支撐探測(cè)器主體的機(jī)械臂，它還包括氣罐、進(jìn)氣管、進(jìn)尺機(jī)構(gòu)、樣品管、轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)、采樣鉆及返回艙，氣罐、進(jìn)尺機(jī)構(gòu)及返回艙均固定在探測(cè)器主體上，所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)通過進(jìn)尺機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)豎直方向的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，所述采樣鉆包括殼體、第一電機(jī)支撐架、回轉(zhuǎn)電機(jī)、第一主動(dòng)齒輪、第一從動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸、鉆桿、鉆桿套、端蓋、變幅桿及壓電陶瓷疊堆，其中回轉(zhuǎn)電機(jī)豎直固定在轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)上，殼體的外側(cè)壁通過第一電機(jī)支撐架與回轉(zhuǎn)電機(jī)固接，第一主動(dòng)齒輪與第一從動(dòng)齒輪相互嚙合且第一主動(dòng)齒輪固接在回轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出軸上，傳動(dòng)軸同軸穿裝在第一從動(dòng)齒輪上，變幅桿同軸套設(shè)在傳動(dòng)軸上，所述變幅桿包括上段、中段及下段，上段及下段的橫截面直徑均小于中段的橫截面直徑，端蓋同軸且轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在傳動(dòng)軸上，壓電陶瓷疊堆套設(shè)在變幅桿的上段且其上下兩端分別與端蓋及變幅桿中段無間隙接觸，變幅桿的下段位于殼體內(nèi)，傳動(dòng)軸的下端與鉆桿的上端同軸固接，且鉆桿的上端套裝有定位臺(tái)，所述定位臺(tái)與變幅桿的底端無間隙接觸，所述鉆桿套呈T形結(jié)構(gòu)，鉆桿套的上部水平開設(shè)有通孔，氣罐與通孔的一端通過進(jìn)氣管連通，返回艙與通孔的另一端通過樣品管連通。

進(jìn)一步地，定位臺(tái)與殼體底端面之間的鉆桿上套設(shè)有彈簧。

進(jìn)一步地，所述彈簧下端與殼體底端面之間設(shè)置有第二軸承。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)尺機(jī)構(gòu)包括機(jī)架、主動(dòng)帶輪、傳動(dòng)帶、連接塊、進(jìn)給軸及兩個(gè)從動(dòng)帶輪，所述機(jī)架固定在探測(cè)器主體上，主動(dòng)帶輪與兩個(gè)從動(dòng)帶輪呈等腰三角形固接在機(jī)架上且兩個(gè)從動(dòng)帶輪上下正對(duì)設(shè)置，傳動(dòng)帶繞設(shè)在三個(gè)帶輪上，進(jìn)給軸通過連接塊豎直固定在兩個(gè)從動(dòng)帶輪之間的傳動(dòng)帶上。

進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)位電機(jī)、第二電機(jī)支撐架、第二主動(dòng)齒輪、第二從動(dòng)齒輪及連接架，所述轉(zhuǎn)位電機(jī)通過第二電機(jī)支撐架豎直固裝在進(jìn)給軸上，第一主動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)位電機(jī)的輸出軸同軸固接，第二從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在進(jìn)給軸的下部且與第二主動(dòng)齒輪嚙合，所述連接架轉(zhuǎn)動(dòng)套設(shè)在進(jìn)給軸的下部且與第二從動(dòng)齒輪固接，回轉(zhuǎn)電機(jī)固接在連接架上。

進(jìn)一步地，第二從動(dòng)齒輪與進(jìn)給軸之間以及連接架與進(jìn)給軸之間均設(shè)置有第三軸承。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果：

一、本申請(qǐng)采用具有低鉆壓高效能的回轉(zhuǎn)沖擊超聲波鉆，基于螺旋鉆進(jìn)取樣實(shí)現(xiàn)小行星表面采樣；

二、采用超聲波鉆與回轉(zhuǎn)電機(jī)平行軸式布置方式，有效的降低了采樣器高度；