[发明专利]一种盘刀切削采样及气吹送样式小行星表面星壤采样器

说明书

一种盘刀切削采样及气吹送样式小行星表面星壤采样器，属于小行星探测采样技术领域。本发明解决了现有的行星表面星壤采样器缺少导向作用，使得所采样品的运动轨迹不易控制，并且采样器功耗大的问题。气瓶、进尺机构以及返回舱分别固定在探测器主体上，采样机构与样品容器通过送样管道连通，罩体的顶部与送样管道连通，两个外转子储能电机对应通过两个电机座固定在罩体内，两个盘刀对应同轴固接在两个外转子储能电机上，若干上喷嘴插设在罩体的上部侧壁且与罩体内腔贯通，若干下喷嘴插设在罩体的下部侧壁且与罩体内腔贯通，每个喷嘴分别通过气压管与气瓶连通。

技术领域

本发明涉及一种盘刀切削采样及气吹送样式小行星表面星壤采样器，属于小行星探测采样技术领域。

背景技术

探测小行星并获取其表面星壤样品，有助于研究小行星的物质组成，对探索太阳系的起源和开发太空资源具有重要的意义。小行星按其组成的物质分类，有碳质小行星、硅质小行星及金属质小行星，其岩石的硬度不同。受太空风化作用的影响，小行星表面形貌复杂，岩石的形态各异、粒径大小不一，因此采样器需具有对不同星壤的适应能力。现有技术中因小行星表面为微引力环境，采样过程中，样品的运动轨迹不易控制，采样器缺少一定的导向功能。此外，现有的采样器功耗大，而在太空能量供给有限，不便于星壤的采集。目前，有采样任务的小行星探测器并返回地球的有日本的隼鸟1号，其采样器原理是内部发射一个金属球使小行星表面星壤溅起，使用喇叭状的取样装置收集样品，但由于装置失效，未能按计划完成采样任务。

发明内容

本发明是为了解决现有的行星表面星壤采样器缺少导向作用，使得所采样品的运动轨迹不易控制，并且采样器功耗大的问题，进而提供了一种盘刀切削采样及气吹送样式小行星表面星壤采样器。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种盘刀切削采样及气吹送样式小行星表面星壤采样器，它包括探测器主体以及支撑探测器主体的机械臂，它还包括送样管道、气瓶、进尺机构、采样机构、返回舱以及样品容器，气瓶、进尺机构以及返回舱分别固定在探测器主体上，所述样品容器设置在返回舱内，采样机构与样品容器通过送样管道连通，进尺机构通过送样管道带动采样机构实现直线进给运动，所述采样机构包括罩体、两个外转子储能电机、两个盘刀、两个电机座、若干上喷嘴、若干下喷嘴以及若干气压管，罩体的顶部与送样管道连通，两个外转子储能电机对应通过两个电机座固定在罩体内，两个盘刀对应同轴固接在两个外转子储能电机上，若干上喷嘴插设在罩体的上部侧壁且与罩体内腔贯通，若干下喷嘴插设在罩体的下部侧壁且与罩体内腔贯通，每个喷嘴分别通过气压管与气瓶连通。

进一步地，所述进尺机构包括机架、进尺电机、齿轮、齿条及若干滚轮，所述机架固定在探测器主体上，若干滚轮设置在送样管道的两侧且均转动连接在机架上，进尺电机水平固接在机架上，且齿轮同轴固接在进尺电机的输出轴上，齿条沿送样管道长度方向固接在送样管道的侧壁上，齿轮与齿条啮合。

进一步地，滚轮的数量至少为四个，且两两对称布置。

进一步地，所述送样管道包括送样软管和送样刚管，其中送样刚管与样品容器通过送样软管连通，送样刚管上远离送样软管的一端与罩体连通，若干滚轮设置在送样刚管的两侧。

进一步地，两个盘刀关于送样管道中心轴线对称设置，且旋转方向为向内相对旋转。

进一步地，一种盘刀切削采样及气吹送样式小行星表面星壤采样器，它还包括分流阀，所述分流阀固接在送样管道上，分流阀与气瓶之间通过一根气压管连通，分流阀与若干上喷嘴及若干下喷嘴之间各通过一根气压管连通。

进一步地，一种盘刀切削采样及气吹送样式小行星表面星壤采样器，它还包括通过一根气压管连通的两个分流阀，两个所述分流阀分别固接在送样管道及罩体上，其中一个分流阀与气瓶之间通过一根气压管连通，且该一个分流阀与若干上喷嘴之间各通过一根气压管连通，另一个分流阀与若干下喷嘴之间各通过一根气压管连通。