[发明专利]一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺

说明书

一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺，属于地外天体采样探测技术领域。本发明解决了现有的采用圆管型潜入基体的星壤剖面采样探测装置所需挤密空间大、占用空间大以及贯入困难的问题。它包括壳体、探尺本体及设置于壳体内部的潜入作动部分，壳体内竖直固设有中间隔板，所述探尺本体包括固装在中间隔板上的尺囊、盘设在尺囊上的探尺基体以及键合于探尺基体表面的若干传感器，探尺基体的一端为探头，探头后部固接有记忆合金采样片，所述探尺基体上沿其长度方向并排开设有若干拔动孔，通过潜入作动部分驱动探尺基体运动。

技术领域

本发明涉及一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺，属于地外天体采样探测技术领域。

背景技术

地外天体星壤剖面潜入探测通常采用螺旋钻进、冲击贯入的方式实现。冲击贯入的方式对星壤剖面扰动小，能更好的保证剖面的原态信息，更利于探测信息的真实性。冲击贯入的潜入方式一般是以圆柱作为潜入基体，将传感器布置于圆柱基体表面，利用冲击或静压的方式将探测基体贯入星壤剖面。欧空局在2004年发射Rosetta号就利用电磁吸合储能并突然释放产生冲击将表面附有电学、热学传感器的圆柱管插入小行星土壤剖面的方式进行探测。美国NASA的阿姆斯研究中心设计的月球火星潜入器将冲击元件集成至圆形管内，采用弹簧压缩储能的方式冲击潜入器外壳，潜头部分能够伸出并采集土壤样本。此外，美国Beagle2和Insight任务中均使用冲击贯入的方式进行剖面探测，其基体均为圆管。

圆管状基体能够保证各向受力的均一性，并获得较大的强度，但将圆管贯入土壤剖面需要较大的挤密空间，导致贯入较为困难，且刚性的基体本身所占空间较大，质量较大，深空探测时所需要的载荷代价较大。

发明内容

本发明是为了解决现有的采用圆管型潜入基体的星壤剖面采样探测装置所需挤密空间大、占用空间大以及贯入困难的问题，进而提供了一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种冲击贯入式星壤剖面柔性探尺，它包括壳体、探尺本体及设置于壳体内部的潜入作动部分，壳体内竖直固设有中间隔板，所述探尺本体包括固装在中间隔板上的尺囊、盘设在尺囊上的探尺基体以及键合于探尺基体表面的若干传感器，探尺基体的一端为探头，探头后部固接有记忆合金采样片，所述探尺基体上沿其长度方向并排开设有若干拔动孔，通过潜入作动部分驱动探尺基体运动。

进一步地，所述潜入作动部分包括锥齿轮组、连续冲击部分、竖直固接在中间隔板上的电机以及水平穿装在中间隔板上的主动轴，所述主动轴与电机之间通过锥齿轮组连接，所述连续冲击部分包括穿装在主动轴上的连冲输入齿轮、同轴设置且均位于主动轴下方的连续冲击输入轴与连续冲击输出轴、套装在连续冲击输入轴上的连冲输出齿轮、同轴套装在连续冲击输出轴上的连续冲击轮、离合器输出连接盘以及设置在连续冲击轮与连冲输出齿轮之间的连冲电磁离合器，所述连冲输入齿轮与所述连冲输出齿轮啮合，所述连冲电磁离合器包括连冲电磁离合器内环和连冲电磁离合器外环，其中连冲电磁离合器内环固装在连续冲击输入轴上的一端部，离合器输出连接盘固装在连续冲击输出轴上靠近连续冲击输入轴的一端部且与连冲电磁离合器外环同轴固接，连冲电磁离合器外环和连冲电磁离合器内环通电吸合，连续冲击轮的外部沿其周向固设有若干第一外凸块，连续冲击轮通过其上的第一外凸块以及探尺基体上的拔动孔驱动探尺基体运动。

进一步地，所述连续冲击轮包括同轴套装且周向浮动的连续冲击内轮和连续冲击外轮，所述第一外凸块均布固设在连续冲击外轮的外侧壁，所述连续冲击外轮的内侧壁沿其周向均布有数量与第一外凸块相等的若干内凸块，且内凸块与第一外凸块一一对应设置，连续冲击内轮的一侧面转动设置有数量与内凸块相等的若干板簧片，且若干板簧片与若干内凸块交错设置。

进一步地，中间隔板的两侧分别固接有同轴设置的第一定位套筒和第二定位套筒，所述第一定位套筒同轴且转动套设在连续冲击输出轴上，连冲电磁离合器内环包括同轴套装且相互转动连接的内圈和外圈，所述内圈与连续冲击输入轴固接，所述外圈通过所述第二定位套筒固设在中间隔板上。