[发明专利]一种火星采样装置及火星飞行器

说明书

本发明提供一种火星采样装置，包括外筒和内筒，所述内筒同轴滑动设置于所述外筒内，所述外筒和所述内筒上设有内外筒伸缩驱动机构，所述内筒的下端固定连接有连接盘，所述连接盘上转动连接有采样爪使采样爪上下翻转，所述内筒外壁上设有与所述采样爪相适形的凹槽，所述连接盘与所述采样爪之间设有扭簧，所述扭簧用于将所述采样爪收缩到所述内筒外壁的凹槽内或将所述采样爪从所述内筒外壁的凹槽内释放下来，所述内筒内设有采样爪收放机构。本发明在火星任务中，相对火星地面可以飞行，不受火星表面地质地貌的影响，保证对样品采集的稳定性和可靠性。本发明还具有结构简单、质量轻等特点。

技术领域

本发明涉及一种火星采样装置及火星飞行器，属于空间资源探测技术领域。

背景技术

火星作为与地球最为相近的行星，一直以来备受人们的关注。为探测生命的起源和行星的发展历史，利用采样装置对火星表面成分进行研究是人类探索火星的重要环节，火星采样返回已成为各国探测火星的主要任务。目前现有的火星探测方式多为使用着陆器和漫游车两种方法可以采集星表样本，均只能在地面上移动，样品的采集范围和速度均受到地形条件限制，环境适应性差，难以实现高精度、可重复的高效采样。

发明内容

本发明的目的在于提供一种火星采样装置及火星飞行器，在火星任务中，

相对火星地面可以飞行，不受火星表面地质地貌的影响，保证对样品采集的稳定性和可靠性。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种火星采样装置，包括外筒和内筒，所述内筒同轴滑动设置于所述外筒内，所述外筒和所述内筒上设有内外筒伸缩驱动机构，所述内筒的下端固定连接有连接盘，所述连接盘上转动连接有采样爪使采样爪上下翻转，所述内筒外壁上设有与所述采样爪相适形的凹槽，所述连接盘与所述采样爪之间设有扭簧，所述扭簧用于将所述采样爪收缩到所述内筒外壁的凹槽内或将所述采样爪从所述内筒外壁的凹槽内释放下来，所述内筒内设有采样爪收放机构。

优选的，所述采样爪收放机构包括滚珠丝杠，所述滚珠丝杠包括丝杠和提拉滑套，所述丝杠上设有螺纹，所述提拉滑套与所述丝杠滑动配合，所述丝杠的下端设有安装支座，所述安装支座与所述内筒固定连接，所述丝杠的上端连接有丝杠驱动电机，所述丝杠驱动电机通过电机支座固定连接在所述内筒内壁上，所述提拉滑套通过第二驱动绳与所述采样爪连接，所述内筒上设有可供所述第二驱动绳穿过的通孔。

优选的，沿所述提拉滑套周向对称设有导向轮，所述内筒内壁上设有与所述导向轮相配合的导向槽。

优选的，所述采样爪包括爪体，所述爪体呈折弯杆状，所述爪体的上端与所述连接盘连接，所述爪体的下端设有爪头。

优选的，所述爪头呈半球状，所述爪头的最大外径大于所述爪体的外径。

优选的，所述采样爪的数量为若干个，若干个所述采样爪沿所述连接盘周向均匀分布。

优选的，所述内外筒伸缩驱动机构包括滑槽和滑块，所述滑槽设于所述外筒轴向上，所述滑块设于所述内筒外壁的上端伸出至所述滑槽内，所述滑块与所述滑槽相互配合，所述滑块连接有内筒驱动装置。

优选的，所述内筒驱动装置包括驱动轮，所述驱动轮设于所述外筒的上端，所述驱动轮的端侧连接有伸缩驱动电机，所述驱动轮通过第一驱动绳与绳轮绕设，所述绳轮设于所述外筒的下端。

一种火星飞行器，包括火星飞行器本体和火星采样装置，所述火星采样装置的外筒顶部与所述火星飞行器本体的底部固定连接。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：