一种用于小行星探测的钻取抓铲式复合采样器装置及其使用方法

摘要

本发明公开了一种用于小行星探测的钻取抓铲式复合采样器装置及其使用方法。所述的装置包括进给机构、钻取机构、抓铲机构和安装板；所述的使用方法步骤为1)电机复位；2)检查电机；3)抓铲电机采样；4)检验铲子；5)钻杆旋转向下运动；6)检验钻杆；7)提升钻杆；8)检验钻杆；9)取样；10)检验取样管；11)钻取机构向上运动；12)检验微动开关触头；13)进给电机停止；14)检验采样器；15)排样；16)检验铲子；17)排样；18)检验取样管；19)复位；所述钻取抓铲式复合采样器装置及其使用方法既可在小行星表面样品进行采集，又可进行深层采样，可保持样品的层理信息，有采样量大、样品种类多、保持样品原样等优点。

主权项

一种用于小行星探测的钻取抓铲式复合采样器装置，其特征在于：包括进给机构、钻取机构、抓铲机构和安装板；所述进给机构主要由进给电机、联轴器A、进给丝杠、光轴、微动开关触头、上框架和下框架组成；上框架和下框架均采用L型板材结构；分为水平面和垂直面；上框架和下框架的水平面相对平行放置；垂直面通过螺钉固定在安装板上；进给电机输出轴通过联轴器A连接进给丝杠，进给丝杠两端连接在上框架和下框架的水平面上；进给电机提供驱动力，驱动进给丝杠做旋转运动；所述钻取机构主要由旋转组件和取样组件构成，还包括：进给丝杠螺母，直线轴承，钻杆固定板以及一维力传感器；所述的旋转组件主要有旋转电机，大齿轮，小齿轮和钻杆；所述的取样组件主要由取样电机，取样丝杠，弹簧套筒，取样弹簧，取样管和钻心组成；取样电机的输出轴固连取样丝杠，取样丝杠套接弹簧套筒；弹簧套筒内放置取样弹簧；取样弹簧通过取样管螺母连接取样管，取样电机驱动取样丝杠做旋转运动，带动弹簧套筒上下运动，从而带动取样管上下运动；旋转电机通过键连接小齿轮，小齿轮和大齿轮啮合传动，大齿轮通过键连接钻杆，因此旋转电机通过齿轮传动驱动钻杆旋转运动，进而切削样品；将进给丝杠穿入进给丝杠螺母，进给丝杠螺母固连在钻杆固定板上，直线轴承固连在钻杆固定板上并安装在两根光轴上；两根光轴两端分别连接在上框架和下框架的水平面上；因此当进给电机驱动进给丝杠旋转运动时，带动进给丝杠螺母沿进给丝杠轴向上下运动，直线轴承沿着光轴做上下运动，从而带动钻杆固定板在竖直方向来回运动，进而带动钻杆上下运动；钻杆内部为中空结构，间隙配合安装取样管；取样管底端为中空形式，间隙配合安装钻心，钻杆上下部分别开有2个销孔，钻心上开有2个销孔，钻心销孔的位置与钻杆下部销孔的位置相对，用于安装钻杆定位销；取样管上下部各有2个销钉槽，通过将钻杆定位销穿过取样管的销钉槽以及钻心的销孔固定安装在钻杆的销孔中，通过将钻杆定位销和钻心采用过盈配合的方式固定，实现钻杆定位销的定位；当取样管向下运动时，钻杆定位销相对于取样管在销钉槽内向上运动，限制取样管的上限位置，取样管下端伸出钻杆，取样管底端中空部分将对土壤样品进行采样，完成样品的取样；当取样管向上运动时，钻杆定位销和钻心相对于取样管在销钉槽内向下运动，迫使采集的土壤排出到样品容器中；所述抓铲机构用以采集小行星的表层样品，主要由抓铲电机、联轴器B、滚珠丝杠、丝 杠螺母、连杆、抓铲支座和铲子组成；抓铲电机输出轴连接联轴器B的上端孔内，通过紧定螺钉固定，联轴器B的下端孔内连接滚珠丝杠，滚珠丝杠上端通过轴承D安装在下框架的水平面上；抓铲轴承端盖安装在下框架上；滚珠丝杠的下端通过轴承E安装在抓铲支座上，抓铲支座通过螺钉固定在下框架水平面上；滚珠丝杠通过丝杠螺母连接连杆，连杆两端分别安装在丝杠螺母和铲子上；铲子通过铰链安装在抓铲支座上；抓铲电机驱动滚珠丝杠旋转运动，带动丝杠螺母在竖直方向上往复运动，进而驱动铲子的开合，从而采集样品。