[发明专利]一种刷式小行星表面星壤采样装置

说明书

一种刷式小行星表面星壤采样装置，属于星壤采样技术领域。本发明解决了现有小行星星壤采样器无法适应复杂的小行星星壤的问题。本发明包括外罩、电机座、盘刀动力头和送样管道，外罩为半圆形壳状体，外罩的顶部与送样管道连通，盘刀动力头通过电机座与外罩建立连接安装，盘刀动力头包括盘状刷、外转子储能电机和盘刀，外转子储能电机的输出端与盘刀建立连接安装，盘状刷通过螺钉安装在盘刀的一侧。本发明的盘状刷与盘刀通过外转子储能电机驱动，盘状刷高速旋转可将小行星表面细小物质扫起，同时利用盘刀高速旋转对尺寸较大的岩石块进行切削，盘状刷与盘刀配合，可同时对微小颗粒以及大尺寸岩石块进行采样。

技术领域

本发明涉及一种小行星表面星壤采样装置，属于星壤采样技术领域。

背景技术

小行星是太阳系形成后的物质残余，也是太阳系中的重要成员，他保留了太阳系的形成和早期演化的遗迹，反映了其形成过程的物理化学环境，因而探索小行星并采集其表面的物质，对探索太阳系起源及开发太空资源具有重要的意义。

由于小行星表面的形貌特征复杂，地形起伏较大，表面的岩石形状各异、粒径大小不一，因此采样器需具有对不同星壤的适应能力。此外，探测器在太空中能源的供给有限，所以应尽量控制功耗。目前，应用到实际探测器采样上的装置有两种，一种是利用金属球撞击小行星表面使其表面物质溅起，然后使用喇叭状容器收集；另一种是使用高压氮气将表层物质吹入样品容器，这两种技术方案均不适用于星壤表面岩石块尺寸过大的情况。因此，提供一种适用于不同星壤，能够高效、低功耗进行星壤采样的装置是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有小行星星壤采样器无法适应复杂的小行星星壤的问题，提出了一种刷式小行星表面星壤采样装置，该装置可适用于星壤表面岩块尺寸过大的情况，并且可以高效、低功耗的进行小行星表面星壤采样。

本发明的技术方案：

一种刷式小行星表面星壤采样装置，包括外罩、电机座、盘刀动力头和送样管道，所述的外罩为半圆形壳状体，外罩的顶部与送样管道连通，盘刀动力头通过电机座与外罩的内部顶端建立连接安装。

优选的：所述的盘刀动力头和电机座的个数均为两个，并且所述盘刀动力头与电机座一一对应；两个所述盘刀动力头分别通过与其对应的电机座以外罩的中心轴为对称轴对称布置在外罩内。

优选的：所述的盘刀动力头包括盘状刷、外转子储能电机和盘刀，所述的盘状刷为圆环状，圆环状的盘状刷通过螺钉安装在盘刀的一侧。

优选的：所述的外转子储能电机包括外转子、法兰和电机轴，盘刀套装在外转子上，盘刀的中轴线与电机轴处于同一条直线上；所述的外转子储能电机通过法兰安装在电机座的一端，电机座的另一端固定安装在外罩的内部。

优选的：所述的盘刀为镶齿式结构，所述的盘刀包括刀刃和刀体，齿状的硬质刀刃固定安装在环状刀体的外环圆周上；所述的刀刃均匀分布在刀体的外圆周上。

本发明具有以下有益效果：本发明涉及一种刷式小行星表面星壤采样装置，该装置的盘状刷与盘刀通过外转子储能电机驱动，盘状刷高速旋转可将小行星表面细小物质扫起，同时利用盘刀高速旋转对尺寸较大的岩石块进行切削，盘状刷与盘刀配合，可同时对微小颗粒以及大尺寸岩石块进行采样，因此本装置适应多种小行星表面地貌；并且本装置采用外转子储能电机驱动盘刀动力头高速旋转，当盘刀达到一定速度后，电机可以暂停工作，利用盘刀高速旋转时具有的惯性对小行星表层岩石进行切削，降低了采样装置的功耗，具有可靠、高效和低能耗的优点，因此该装置不仅可应用与小行星表层物质的采样，还可以应用于彗星等天体。

附图说明

图1是刷式小行星表面星壤采样装置的结构示意图；

图2是盘刀动力头和电机座连接结构示意图；

图3是外转子储能电机结构示意图；

图4是盘刀结构示意图；