[发明专利]一体式行星表面土壤采集装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械结构，具体涉及一种土壤采集装置。

背景技术

行星表面土壤采集机构安装在行星表取采样机械臂的末端，跟随机械臂接近行星表面，在机械臂各关节转动的配合下，实现对行星表面土壤的采掘及密封。目前只有美国阿波罗号探测器登陆月球，由人工采掘月壤，尚未有成功发射的机械臂对行星表面土壤的采样。

发明内容

本发明的目的是：为实现对行星表面土壤样品的多点采集、一次性放样，旋挖采样器和样品容器的一体式设计，提供一种一体式行星表面土壤采集装置。

本发明的技术方案是：一体式行星表面土壤采集装置，它通过腕关节安装接口安装于机械臂的腕关节，它包括：旋挖采样器以及一体式样品容器；

旋挖采样器包括：旋挖驱动组件以及旋挖挖斗；旋挖驱动组件以及旋挖挖斗均通过采样器盖板安装于一体式样品容器的容器盖板上，一对角接触轴承为旋挖挖斗提供支撑；旋挖驱动组件采用直流无刷电机，其输出通过输出轴齿轮、旋挖挖斗齿轮传递至旋挖挖斗；旋挖挖斗的底部边缘处设有铲齿，在旋挖挖斗的内壁底部设置螺旋结构；

一体式样品容器包括：容器壳体，容器壳体的一端由容器盖板密封，另一端连接样品容器，样品容器设有底板，在容器壳体的外壁还设有与腕关节连接的腕关节安装接口；在容器盖板上安装有样品容器驱动组件、样品容器传动机构、敲击振动机构、防漏挡板、螺旋送土机构和解锁机构；

样品容器传动机构包括：驱动组件输出轴齿轮、双联齿轮以及螺旋送土驱动齿轮；样品容器驱动组件的输出轴上套接有驱动组件输出轴齿轮；驱动组件输出轴齿轮与双联齿轮中的大齿轮啮合，双联齿轮中的小齿轮与螺旋送土驱动齿轮啮合；螺旋送土驱动齿轮套接在螺旋送土机构的搅拌棒外，并通过与固定连接在螺旋送土驱动齿轮上的驱动凸台与搅拌棒顶部的凸台相接触驱动搅拌棒旋转，搅拌棒上设有螺旋叶片；

敲击振动机构包括：敲击凸台、敲击弹簧和敲击块；敲击弹簧安装在样品容器驱动组件输出轴的底部，并与敲击块连接，敲击凸台安装在容器壳体的内壁，在样品容器驱动组件的带动下，敲击块周期性的震击敲击凸台；

防漏挡板与螺旋送土驱动齿轮固定连接，在螺旋送土驱动齿轮的带动下，打开或关闭设置在容器盖板上的倾泄口；旋挖挖斗通过倾泄口将土壤样品送至容器壳体内；

解锁机构包括：解锁弹簧、解锁钢球、解锁拨叉和解锁驱动轴；解锁驱动轴为倒T型结构，其竖直端连接在搅拌棒的底部，两端套接有解锁拨叉，解锁拨叉与底板固定连接；解锁弹簧安装于样品容器内壁两侧；初始状态下，解锁拨叉通过解锁钢球与解锁弹簧相抵触，实现底板与样品容器内壁的锁定。

有益效果是：(1)本发明安装于机械臂末端，采用旋挖采样器和一体式样品容器设计，实现多点采样、样品存储和一次放样任务需求；其中，一体式样品容器能够实现防漏土、振动敲击、自动解锁、螺旋搅拌推送，实现所采集土壤样品的存储、放样功能；

2.本发明中的旋挖采样器的挖斗采用螺旋式的结构，通过挖斗末端的铲齿将土壤采集到挖斗容器中，当旋挖挖斗正向转动时，螺旋结构能够实现土壤样品的采集，当旋挖挖斗停止转动时，螺旋结构能够依靠土壤与螺旋面之间的摩擦力，阻止土壤样品从容器中洒落；

3.挖斗容器的底部设计防漏挡板，当电机旋转90°时，能够实现防漏挡板的开关，防止土壤从倾泻口处露出；

4.在螺旋送土机构将土壤样品排除样品容器时，敲击振动机构不断敲击引起的振动可以将样品容器内壁上的土壤震落，防止土壤在样品容器内部产生堆积；

5.搅拌轴上的螺旋叶片，能够将土壤样品不断向下输送，防止土壤样品在样品容器底部堆积而无法完成放样工作。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中旋挖采样器的结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为本发明中旋挖挖斗的结构示意图；

图5为本发明中一体式样品容器内部的结构示意图；

图6为本发明中一体式样品容器的传动机构的结构示意图；

图7为本发明中一体式样品容器的敲击振动机构的结构示意图；

图8为本发明中一体式样品容器的防漏挡板的关门状态示意图；

图9为本发明中一体式样品容器的解锁机构的剖视图；

图10为本发明中一体式样品容器的解锁机构处于解锁状态时的结构示意图；

图11为本发明中一体式样品容器的螺旋送土机构的结构示意图；

图12为本发明安装于机械臂时的结构示意图；