[发明专利]一种基于曲面展开机构的随钻侧向采样机构

说明书

本发明涉及一种基于曲面展开机构的随钻侧向采样机构，包括固定架、曲柄机构、驱动机构、样品存储部以及采样铲，所述驱动机构以及所述样品存储部分别安装在所述固定架上，所述采样铲呈弧形结构，所述采样铲位于所述驱动机构驱动端的一侧且沿平行于所述驱动机构驱动端轴线的方向延伸，所述驱动机构通过曲柄机构与采样铲的一端连接，所述样品存储部位于所述采样铲的内侧。本发明基于钻机圆柱型弧面和曲面三维立体剖分设计原理，使用单独一个驱动机构完成了挖取和密封两个动作，极大地降低了采样系统整体的功率消耗，缩小了机构整体体积。

技术领域

本发明涉及采样相关技术领域，具体涉及一种基于曲面展开机构的随钻侧向采样机构。

背景技术

对于月球的探索是人类太空探测的第一步，月球的土壤记录着月球的演化历史，对月球的探索能够为人类进一步进行深空探测提供更多的技术支持。随着嫦娥五号任务成功取回月壤样本，对于月球的探测也提出了更高的要求，月球深部的月壤受宇宙射线等外界不利因素的干扰更少，相较于月表的月壤记录的信息更为完整且具有更多的研究价值，因此，对于月球深部探测和钻进采样是未来着重实现的技术方向之一。

但由于月层信息尚不明确，月面工作环境较为复杂，极度恶劣，飞船运载能力有限等问题，对于月球深部的探测和采样面临着诸多难题，本发明针对上述问题提出了一种随钻式深层月壤采样机构。

现有技术一般由位于顶部的驱动机构将钻管推出采样，驱动机构反向转动将采样管收回后，由钻管末端的推出杆将岩心样品推出到样品仓后，由采样管重复推出和收回的动作实现多深度多点采样。

该方案通过一个推出取样机构钻取多个岩心样品，但仅适用于质地较硬的岩心样品，且所有的岩心样品均分布在同一个样品舱内，对于质地较为松软的月壤样品来说，无法记录月壤的深度信息。

该方案体积较大，无法利用空心钻管进行内部的排土，功耗较大，且工作过程较为复杂，仅适用于地面使用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于曲面展开机构的随钻侧向采样机构。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于曲面展开机构的随钻侧向采样机构，包括固定架、曲柄机构、驱动机构、样品存储部以及采样铲，所述驱动机构以及所述样品存储部分别安装在所述固定架上，所述采样铲呈弧形结构，所述采样铲位于所述驱动机构驱动端的一侧且沿平行于所述驱动机构驱动端轴线的方向延伸，所述驱动机构通过曲柄机构与采样铲的一端连接，所述样品存储部位于所述采样铲的内侧。

本发明的有益效果是：本发明基于钻机圆柱型弧面和曲面三维立体剖分设计原理，使用单独一个驱动机构完成了挖取和密封两个动作，极大地降低了采样系统整体的功率消耗，缩小了机构整体体积。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括支撑导杆，所述曲柄机构与采样铲的一端转动连接，所述支撑导杆沿所述采样铲合拢状态的径向布置，所述支撑导杆的一端固定在在固定架上，另一端与所述采样铲的内侧滑动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：采样铲在驱动机构的驱动下翻转挖土并送入到样品存储部内，当采样铲在翻转的时候，利用支撑导杆可以为采样铲的翻转转动提供滑动支撑。

进一步，所述支撑导杆的另一端设有滑块或滑槽，所述采样铲的内侧设有滑槽或滑块。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以利用滑块与滑槽的配合，实现采样铲与支撑导杆之间的滑动配合。

进一步，所述曲柄机构呈L型，所述曲柄机构一端与所述驱动机构的驱动端连接，另一端与所述采样铲的一端连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用L型的曲柄机构，可以使采样铲在沿预设轨迹进行翻转。