[实用新型]一种月面采样器

说明书

技术领域

本发明属于机器人研究和空间资源探测领域，一种用于月球探测方面的月面采样器。

背景技术

目前国际上只有美国和前苏联(俄罗斯)在20世纪七十年代成功地进行了月面采样所业，并将样品送回地球。美国是通过载人登月进行采样，前苏联(俄罗斯)是采用无人采样方式。我国的月球探测工程(嫦娥工程)三期工程对月面采样器有明确的需求，月球上需要采集的样品种类主要有月表月壤、月表岩石块、深层月壤、月岩岩芯等，而月面环境条件的约束又使月面采样器的研制面临许多理论和技术方面的难题。

发明内容

本发明的目的是提出一种结构紧凑、重量轻、能耗小，能够完成对月表样本及深层月壤的采样，并且样品保持原样便于回收的多功能月面采样器。

本发明的技术方案是：

本发明包括外壳、复合铲部分及置于外壳内的动力部分和换管部分，动力部分通过其升降机构与换管部分连接，换管部分的钻管在工作时与复合铲部分的钻头连接。

所述的动力部分包括升降机构、驱动电机及锭子，升降机构固定在外壳的第一隔板上，驱动电机的输出轴上安装有锭子，锭子与升降机构连接。所述的升降机构包括升降电机、相互啮合的第一传动齿轮和第二传动齿轮、丝杠及丝杠螺母，升降电机输出轴端伸出第一隔板，其上安装有第一传动齿轮，丝杠一端安装有第二传动齿轮，另一端上安装有换管部分第二钻管转盘齿轮，丝杠螺母固定在锭子上。

所述的换管部分包括第一钻管转盘齿轮、第二钻管转盘齿轮、钻管转盘电机、夹紧装置及至少一个钻管，钻管转盘电机安装在外壳第三隔板上，其输出轴上安装有第一钻管转盘齿轮，与其相啮合的第二钻管转盘齿轮安装在丝杠上，钻管安装于第二钻管转盘齿轮上，夹紧装置置于第二钻管转盘齿轮下方，夹紧装置的夹具部位对应锭子垂直位置。所述的夹紧装置包括夹紧电机、连杆、V型夹具、夹具丝杠及夹具螺母，夹紧电机安装在外壳第四隔板上，其输出端安装有夹具丝杠，其上的夹具螺母固定在连杆上，V型夹具杆端与连杆连接，夹紧端对应锭子位置。所述的钻管一端为锥台型，另一端为圆筒型，钻管的锥台端沿圆周开有至少两个凹槽，在端部凹槽内设有轴销，轴销上置有可旋转的簧片；钻管的圆筒端沿内圆周开有与锥台端凹槽相应的槽孔，楔块一个端面与所述槽孔配合，通过槽孔固定在钻管圆筒端内壁上，另一端面与锥台端的簧片表面配合。

所述的复合铲部分包括铲驱动电机、钻头、钻头刀具、铲、铲驱动电机固定在第四隔板上，其输出轴端安装有铲传动机构，铲传动机构通过连接架与铲连接。所述的铲传动机构：包括第三传动齿轮、第四传动齿轮、惰轮、蜗杆及涡轮及铲驱动齿轮，蜗杆固定在第四隔板上，第三传动齿轮安装在铲驱动电机输出轴端，第三传动齿轮通过惰轮与安装在蜗杆上的第四传动齿轮连接，与蜗杆相配合的涡轮安装于传动轴上，在传动轴两端分别安装有相互啮合的至少两个铲驱动齿轮，在两侧相互啮合的铲驱动齿轮两端的齿轮上分别安装有连接架。所述的钻头刀具包括钻头转盘齿轮、钻头转盘电机和钻头转盘，钻头转盘电机固定在第五隔板上，钻头转盘电机输出轴端安装有钻头转盘齿轮，钻头转盘外周带有齿，和钻头转盘相啮合。

所述的动力部分锭子和换管部分钻管间为带有内孔的第二隔板，沿第二隔板圆周开有使钻管穿过的开口孔，所述开口孔为与钻管螺纹相应的螺纹孔，开口孔的数量和位置与钻管数量和位置相同。

本发明的有益效果是：

本发明中锭子与钻管、钻管与钻头及钻管间的连接采用簧片和楔块的连接形式，使其连接后牢固配合。动力部分设有升降机构，带动锭子及与其连接的钻管、钻头上下运动，实现多个钻管的连接，在采集深层月壤和岩心样品时，连接成所需的钻管长度。换管部分设有夹紧装置，用于夹紧钻管，使换管方便。复合铲部分通过蜗轮蜗杆传动，带动齿轮旋转，实现铲的张开闭合，完成取样工作。整个装置结构紧凑、传动灵活、方便采样，并能采到满足条件的样品。本发明具有采集多种月球样品的功能，既可用仿生蚌式复合铲采集月表的月壤和小的岩石样品，也可通过多管机构采集深层月壤和岩心样品。

附图说明

图1为本发明的外形结构示意图。

图2为本发明的内部结构示意图。

图3为图2中动力部分结构示意图。

图4为图2中换管部分结构示意图。

图5为本发明钻管锥台端结构示意图。

图6为本发明钻管圆筒端结构示意图。

图7为本发明钻管连接端结构示意图。

图8为图2中复合铲结构示意图。

图9为图8中夹紧装置结构示意图。

图10为钻头转盘结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。