[發明專利]用于星壤揮發分探測的雙棘輪換向式原位星壤微定量采樣器、裝置及方法

在審

• 申請號: 202310030820.4
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN116337506A
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 唐鈞躍;孫鳳;姜生元;張春光;張偉偉;王學慧;張志恒;孟世謙;劉榮強
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學;沈陽工業大學
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 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: 韓麗娜

本發明公開了一種用于星壤揮發分探測的雙棘輪換向式原位星壤微定量采樣器、裝置及方法，涉及航空航天技術領域，解決了現有原位采樣探測裝置結構復雜、采樣時間間隔長、多次取樣取樣量不一致的問題。包括螺桿、送樣棘輪、采樣棘輪、外殼、采樣軸和采樣管，螺桿上端通過采樣棘輪同軸轉動安裝于采樣軸內部，下端伸入到采樣管中；采樣軸上端安裝于外殼內，采樣軸和外殼之間安裝有送樣棘輪，采樣軸下端與采樣管固接；螺桿上安裝有若干吸納片；所述送樣、采樣棘輪咬合方向相反，使螺桿通過切換旋轉方向來驅動吸納片實現采樣和滑出的功能。本發明能夠高效、不間斷的進行多次取樣，可以準確控制采樣量，使多次采樣之間采樣量保持一致，提高采樣效率。

技術領域

本發明涉及航空航天技術領域，具體為一種用于星壤揮發分探測的雙棘輪換向式原位星壤微定量采樣器、裝置及方法。

背景技術

深空探測指人類對月球及更遠的天體或空間環境開展的探測活動，作為人類航天活動的重要方向和空間科學與技術創新的重要途徑，是當前和未來航天領域的發展重點之一。深空探測不僅是一個國家科技水平的體現，同時也是綜合國力的體現。

現階段人類深空探測的主要目標是地球的唯一天然衛星：月球。月球表面的星壤成分是月球探測中一項重要的研究究方向。目前，有遙感探測，采樣返回分析和原位采樣探測三種主流探測方式。相對于采樣返回分析遇到的返回物的污染防控和工程代價較大問題，星壤物質的原位探測方法更具有其優越性。原位采樣探測裝置一般搭載于著陸在月球的著陸器、星球車等智能裝備上，利用采樣機具獲取表層或次表層星壤樣品，傳送至分析儀器進行現場分析。但是，現有的原位采樣探測裝置普遍采用鉆進取芯和表面鏟挖方式，這種采樣方式無法連續不間斷的進行多次采樣，無法準確地控制采樣量，且多次采樣之間無法保證采樣量的一致。

發明內容

本發明為了更好的完成星壤樣品采集和揮發分探測任務，解決現有的原位采樣探測裝置的采樣方式無法連續不間斷的進行多次采樣，相鄰兩次采樣時間間隔較長，對樣品的采樣量無法準確地控制以及多次采樣之間無法保證采樣量的一致的問題，特此提出了一種用于星壤揮發分探測的雙棘輪換向式原位星壤微定量采樣器、裝置及方法。本發明提出的采樣器可以連續進行多次樣品采集工作，同時與吸納片配合可以準確地控制星壤的采樣量，有效保證了多次采集之間采樣量的一致，同時本發明提出的雙棘輪換向式原位星壤微定量采樣器通過設置的棘輪結構實現不同旋轉方向對吸納片的不同驅動效果，有效縮短了相鄰兩次采樣的時間，提高采樣效率。

本發明提出了一種用于星壤揮發分探測的雙棘輪換向式原位星壤微定量采樣器，包括螺桿、送樣棘輪、采樣棘輪、外殼、采樣軸和采樣管，所述螺桿上端通過采樣棘輪同軸轉動安裝于采樣軸內部，下端同軸伸入到采樣管中；采樣軸上端同軸轉動安裝于外殼內，采樣軸和外殼之間安裝有送樣棘輪，采樣軸下端與采樣管同軸固接；螺桿上安裝有若干吸納片；所述送樣棘輪和采樣棘輪咬合方向相反，使螺桿正轉驅動吸納片采樣，螺桿反轉驅動吸納片滑出。

更進一步地，所述送樣棘輪包括送樣輪齒和送樣撥爪，送樣輪齒安裝于采樣軸外側，送樣撥爪安裝于外殼內側。

更進一步地，所述采樣棘輪包括采樣輪齒和采樣撥爪，采樣輪齒安裝于采樣軸內側，采樣撥爪安裝于螺桿上。

更進一步地，所述螺桿由電機驅動，實現螺桿正反轉切換。

更進一步地，所述吸納片內表面設置有螺紋并與螺桿配合。

更進一步地，所述吸納片上設置有若干凸臺。

更進一步地，所述采樣管內表面設置有若干凹槽，采樣管通過凹槽與凸臺的配合來驅動吸納片轉動。

更進一步地，所述螺桿與采樣軸配合部分無螺紋