[发明专利]用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构

权利要求书

1.用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：包括铲子(1)、棘轮(2)、样品盒(3)和连接分离机构(4)，其中铲子(1)是末端执行机构的主体，用于对土壤进行铲挖，棘轮(2)固定在铲子(1)前端，用于对土壤进行旋挖，样品盒(3)通过连接分离机构(4)固定在铲子(1)后端，样品盒(3)为筒形结构，入口处设置有单向机构和封口机构，单向机构用于防止样品盒(3)内的土壤流出，封口机构用于样品盒(3)分离时防止盒内的土壤样品飞溅出来；连接分离机构(4)包括套筒(12)、电磁铁组件、电磁铁固定架(19)和阻尼装置，电磁铁组件包括销柱(17)和铁芯(18)，其中套筒(12)、电磁铁固定架(19)和铲子(1)刚性连接，铁芯(18)与电磁铁固定架(19)刚性连接，销柱(17)的一端插入铁芯(18)的通孔中并能轴向移动，通电后铁芯(18)对销柱(17)产生吸引力，使二者贴合，套筒(12)和样品盒(3)腔体外壁上形成通孔，销柱(17)的另一端插入所述通孔将套筒(12)和样品盒(3)连接，电磁铁通电后拔出销柱(17)可以解除连接，使样品盒(3)分离；阻尼装置包括密封圈压盖(20)、密封圈(21)和沿密封圈压盖(20)圆周均布的调整螺钉(22)，电磁铁固定架(19)上开有凹槽，凹槽容纳密封圈(21)，密封圈(21)同时套在销柱(17)的一端，密封圈压盖(20)压入凹槽内，调整螺钉(22)穿过密封圈压盖(20)上的通孔固定在电磁铁固定架(19)上，将密封圈压盖(20)压紧在密封圈(21)上，使密封圈(21)变形并产生对销柱(17)的沿轴向的阻尼力，防止销柱(17)轴向蹿动导致连接失效，阻尼力的大小通过对调整螺钉(22)的旋入旋出进行调整。

2.根据权利要求1所述的用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：所述单向机构包括第一门扇(6)、门轴(7)及第二门扇(9)，门轴(7)沿直径方向穿过样品盒(3)的筒壁并固定在筒壁上，第一门扇(6)和第二门扇(9)在夹角为180°时组成一个完整的椭圆面，门轴(7)穿过椭圆面的短轴所在的中心线，第一门扇(6)和第二门扇(9)可以绕门轴(7)转动，椭圆面的短轴等于筒形样品盒(3)内壁的直径，椭圆面的长轴大于筒形样品盒(3)内壁的直径，使得第一门扇(6)和第二门扇(9)在筒形样品盒(3)内绕门轴(7)转动时夹角始终小于180°，当土壤从样品盒(3)的腔体内流出时，第一门扇(6)和第二门扇(9)的边缘紧贴样品盒(3)的腔体内壁，防止土壤外流。

3.根据权利要求2所述的用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：所述单向机构中还包括限位螺钉(8)，限位螺钉(8)沿直径方向穿过样品盒(3)的筒壁并固定在筒壁上，并位于门轴(7)后端靠近样品盒(3)尾部一侧，轴线与门轴(7)平行，限位螺钉(8)用于防止第一门扇(6)和第二门扇(9)由于夹角过小而在土壤外流时不能与样品盒(3)腔体内壁贴合，使得土壤流出。

4.根据权利要求1所述的用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：所述封口机构由柔性纺织材料圈(10)和记忆合金圈(11)组成，其中柔性纺织材料圈(10)为圆筒状，一端固定在样品盒(3)腔体外壁，另一端和记忆合金圈(11)连接。

5.根据权利要求1所述的用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：样品盒(3)腔体由直径不同的两段筒体组成，其中直径较小的筒体(3a)与连接分离机构(4)连接，并提供样品盒(3)上单向机构与封口机构的安装接口，直径较大的筒体(3b)存放土壤样品。

6.根据权利要求5所述的用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：所述直径较大的筒体(3b)上开有狭长视窗(31)，用于观测筒体内的土壤样品量。

7.根据权利要求1所述的用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：所述样品盒(3)外侧底部设置有机械接口，用于样品盒(3)进入上升器(44)上的样品密封封装装置(41)后，与样品密封封装装置(41)内侧底部的机械接口共同将样品盒(3)机械锁定。

8.根据权利要求1所述的用于地外星体浅层土壤取样的末端执行机构，其特征在于：所述套筒(12)与样品盒(3)腔体外壁之间还可以设置处于压缩状态的弹簧(15)，保证样品盒(3)与套筒(12)的连接解除后，样品盒(3)在弹簧(15)的恢复力作用下可靠分离。