[发明专利]一种深空小行星样品采集探测器的采样装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种深空小行星样品采集探测器，尤其涉及一种深空小行星样品采集探测器的采样装置。

背景技术

小行星是围绕太阳运行的岩石或金属天体，它们的体积相当小，绝大多分布在火星和木星轨道之间。小行星深空探测是空间探测活动新的发展方向，是科学家了解太阳系的起源、进化和生命原材料物质的重要研究领域。

小行星所处的环境和地球所处的环境有很大的差别，环境重力几乎为零，所以不能把在地球上所用的挖掘机械和采样机械完全运用到小行星上。同时，以现在人类所拥有的技术，不能把大量的样本带到地球上进行分析，所能做的是带回微量样本返回地球，或者是直接在小行星上对其进行分析。日本的隼鸟号于2003年发射升空，在小行星25143上进行采样，是第一个在小行星上成功采集样品并成功返回的国家，隼鸟号在抵达小行星后发射一个物体击中目标物体，通过溅起小行星上的表面土壤达到采样的目的，但仍然存在耗能大、结构复杂等问题，影响探测器采样的可靠性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种深空小行星样品采集探测器的采样装置。

本发明采用的技术方案是：一种基于扩散原理的高压气体弹射撞击采样机构，其主要包括：弹射端口、外壳、弹射球体存储管、驱动电机、气阀外壳、活塞、凸轮、扳机、扳机回复弹簧、底座伸出杆、底座活塞连接、底座、阀体、阀芯控制弹簧、阀芯、阻挡块、弹射球体、拱形杆和活塞O形密封圈等。其特征是：电机驱动凸轮控制活塞启动，活塞通过推动气阀阀芯控制压缩气体的通断，弹射球体在高压气体的推动下弹射出去，通过撞击小行星表面产生土壤溅射达到采样的目的。

主要结构特征：所述弹射端口嵌套在外壳前端，弹射端口的内径与弹射球体相同，且经过抛光处理，使弹射球体在发射时受到较小的阻力；弹射端口垂直于外部探测器壳体底面，这样在发射时能够使弹射球体垂直撞击在小行星表面，产生出最大的冲击力；驱动电机、气阀外壳、活塞、凸轮、扳机、扳机回复弹簧、底座伸出杆、底座活塞连接、底座、阀体、阀芯控制弹簧、阀芯、阻挡块、弹射球体、拱形杆和活塞O形密封圈均固定在外壳内，凸轮与驱动电机的输出轴连接，扳机的一端与凸轮接触，扳机另一端的下部通过扳机回复弹簧连接外壳的内壁，扳机回复弹簧为扳机提供回复力；扳机另一端的上部与活塞下部的小槽相扣合，活塞的后部通过底座活塞连接弹簧与底座相连，活塞在气阀外壳内做直线往复运动，活塞前端沟槽安装有活塞O形密封圈，起气阀外壳和活塞之间的密封作用；阀体固定在气阀外壳内，阀体两侧各加工有沟槽，用于高压气体的通过；阀芯置于阀体内，一端由阀芯控制弹簧支撑，另一端穿过阀体；拱形杆与活塞固定连接，弹射球体由阻挡块和拱形杆共同限位。

本发明具有的有益效果是：结构轻便，简单可靠，所需驱动功率小，便于自动化操作，压缩气体使用液态气体，可以为弹射球体提供更大的动能，另外，本机构可多次进行弹射球体的发射动作和溅射采样，可进行多次多地点的样品采样，保证了采样的成功，为我国深空小行星探测活动提供可参考的采样装置。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的驱动部分结构示意图；

图3是本发明的活塞部分结构示意图；

图4、图5是本发明的气阀部分结构示意图；

图6是拱形杆和活塞固定连接的示意图；

图7是本发明的弹射球体初始状态示意图；

图中：弹射端口1、外壳2、弹射球体存储管3、驱动电机4、气阀外壳5、活塞6、凸轮7、扳机8、扳机回复弹簧9、底座伸出杆10、底座活塞连接11、底座12、阀体13、阀芯控制弹簧14、阀芯15、阻挡块16、弹射球体17、拱形杆18。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。

由图1-7可以看出，一种深空小行星样品采集探测器的采样装置，主要包括：弹射端口1、外壳2、弹射球体存储管3、驱动电机4、气阀外壳5、活塞6、凸轮7、扳机8、扳机回复弹簧9、底座伸出杆10、底座活塞连接11、底座12、阀体13、阀芯控制弹簧14、阀芯15、阻挡块16、弹射球体17、拱形杆18和活塞O形密封圈等。