多功能月球表层样品采集封装装置

摘要

多功能月球表层样品采集封装装置，属于航天工程技术领域，为了解决以往的月球表层样品采集封装装置体积大，质量大，功耗高，导致在进行采样工作时，动作复杂、实施难度大的问题。它包括电机、采样组件和封装组件；采样组件包括螺旋送料轴、螺旋采样叶片、机壳、中心齿轮轴、外齿圈、臂杆套筒、联轴器、行星齿轮组、减速器和L形臂杆；封装组件包括K个拨片、超越离合器一、外环、样品桶、样品桶连接环、N个装有弹簧的导向柱、N个导向光孔和超越离合器二；其中，K和N均为正整数；采用螺旋输送和软袋拉绳封口方式，该装置采用单电机驱动，实现表层月壤样品的采集和初级封装，封装的结构简单、形态保持性好。本发明用于宇宙环境下的样品采集。

主权项

一种多功能月球表层样品采集封装装置，其特征在于，它包括电机（10）、采样组件和封装组件；所述采样组件包括螺旋送料轴（1）、螺旋采样叶片（3）、机壳（4）、中心齿轮轴（5）、外齿圈（6）、臂杆套筒（7）、联轴器（8）、行星齿轮组（11）、减速器（24）和L形臂杆（12）；所述螺旋送料轴（1）上由螺旋送料轴（1）的底部至螺旋送料轴（1）的顶部螺旋设有螺旋采样叶片（3）；且螺旋送料轴（1）和螺旋采样叶片（3）均设置在机壳（4）内部；所述机壳（4）的下端部呈锥筒状；在所述螺旋采样叶片（3）的最顶端部与机壳（4）连接处设置有出料口；该出料口与机壳（4）为连通的、一体件结构；且出料口的轴线与所述螺旋送料轴（1）的轴线的夹角小于90度；所述螺旋送料轴（1）的顶部与中心齿轮轴（5）的下端部为同轴连接，螺旋送料轴（1）的顶部的外壁与机壳（4）通过轴承连接；该中心齿轮轴（5）的上端部通过联轴器（8）与减速器（24）连接；所述机壳（4）上端部设置有轴承压盖；在该轴承压盖与臂杆套筒（7）之间设置尼龙环；所述臂杆套筒（7）内壁上固定安装有外齿圈（6），该外齿圈（6）通过行星齿轮组（11）与中心齿轮轴（5）上的齿轮连接；所述臂杆套筒（7）的外侧壁上固定安装有L形臂杆（12），且该L形臂杆（12）的自由端指向封装组件；所述封装组件包括K个拨片（13）、超越离合器一（14）、外环（15）、样品桶（17）、样品桶连接环（22）、N个装有弹簧的导向柱（21）、N个导向光孔（25）和超越离合器二（23）；其中，K和N均为正整数；所述样品桶连接环（22）为上下两层的环形结构，上层环（22‑1）的直径小于下层环（22‑2），上层环（22‑1）与下层环（22‑2）通过圆环形连接部连接，所述圆环形连接部的内环直径与上层环直径相等，该圆环形连接部的内环与上层环固定连接，所述圆环形连接部的外环直径与下层环直径相等，该圆环形连接部的外环(15)与下层环（22‑2）固定连接；所述样品桶连接环（22）的上层环与机壳（4）外部的出料口之间设置有尼龙滑环，该尼龙滑环紧套在机壳（4）外部的出料口的外表面上，且该尼龙滑环上沿圆周方向设置有定位销孔，所述样品桶连接环（22）的上层环上与尼龙滑环的定位销孔相对应的位置上也设 置有定位销孔，采用螺栓将样品桶连接环（22）与尼龙滑环固定连接；所述样品桶连接环（22）的连接部上沿圆周方向均匀设有N个螺孔（22‑3），该N个螺孔（22‑3）用于安装N个装有弹簧的导向柱（21）；所述样品桶连接环（22）的上层环（22‑1）与机壳（4）之间设有超越离合器二（23）；该超越离合器二（23）用于控制样品桶连接环（22）的转向；所述样品桶连接环（22）的下层环（22‑2）的外壁上套有尼龙环，所述外环（15）套接在尼龙环上；所述外环（15）为两层环形结构，上层环的直径大于下层环的直径，且上层环的厚度小于下层环的厚度，下层环的外直径与上层环的内直径相等，上层环与下层环焊接成一体；在外环（15）的下层环的内壁的边缘处设置有内螺纹（27）；所述外环（15）的上层环的外壁上设置有K个拨片（13），所述K个拨片（13）的固定端通过K组螺钉沿外环（15）的圆周方向固定在外环（15）的上层环的外壁上；所述外环（15）的上层环与样品桶连接环（22）的下层环（22‑2）之间设置有超越离合器一（14），该超越离合器一（14）用于控制外环（15）的单向旋转运动；所述外环（15）的上层环套在样品桶连接环（22）的下层环（22‑2）的外壁上的尼龙环外；并通过外环（15）上的K个拨片（13）上的螺钉将外环（15）与该尼龙环卡紧；所述样品桶（17）包括筒体（30）、无底可封口软袋（19）、破断拉绳（20）和N个导向光孔（25）；所述筒体（30）的下端通过底板封闭，该筒体的上端通过顶板封闭，顶板的中部开设有采样入口；且在样品桶（17）的顶板上与N个装有弹簧的导向柱（21）相对应的位置处设置有N个导向光孔（25）；所述无底可封口软袋（19）的一端深入到样品桶（17）内，与样品桶（17）内壁固定连接，该无底可封口软袋（19）的另一端内设有破断拉绳（20），该破断拉绳（20）的两端固定在外环（15）的内侧壁上；所述样品桶（17）的外壁上设置有外螺纹（26），所述内螺纹（27）与外螺纹（26）构成一组锁紧螺纹（16）；用于将样品桶（17）与外环（15）旋转锁定连接；所述机壳（4）外部的出料口插入样品桶（17）的采样入口内；所述电机（10）设置在样品采集封装装置的顶部；该电机（10）与减速器（24）连接。