[发明专利]手持双模式月壤取芯装置

说明书

本申请提供了一种手持双模式月壤取芯装置，包括机架、第一壳体、第一驱动结构、承受件、冲击机构、振动结构和第二驱动结构，第一壳体、第一驱动结构和第二驱动结构安装在机架上，第一壳体内设置有两端呈敞口状的第一容置腔，第二驱动结构用于带动第一壳体转动，承受件安装在第一容置腔内，用于连接取芯工具并传递冲击力到取芯工具，冲击机构连接第一驱动结构，冲击机构用于冲击承受件，振动结构连接第一驱动结构，用于带动承受件振动。本申请实施例的手持双模式月壤取芯装置，可以实现冲击贯入式和回转钻取式双模式取芯，可以提高取样深度和取样管的取样效率，可以最大程度的保证月壤原始的层理信息，达到深度取芯的目的。

技术领域

本申请属于月壤采样技术领域，更具体地说，是涉及一种手持双模式月壤取芯装置。

背景技术

月球是距离地球最近的地外天体，有着丰富的矿物资源，对月壤或月岩样品进行取样探测分析，可以获得月球的土壤结构及矿物元素信息，为开展月球资源开采工程作铺垫。因此，宇航员在月面上获取具有原态层理信息的月壤剖面样品是载人登月任务中的重要项目之一。目前，获取具有层理信息的月壤样品有两种方式：一种是冲击贯入式取样；另一种是回转钻取式取样。冲击贯入式具有样品层理信息保持性良好的显著优点，但是这种方式只能适用于较为松散的月壤层取样，无法贯入密实度较高的月壤或坚硬的月岩。而且，在低频冲击作用下，取样管附近的月壤颗粒受挤压致密产生力链(颗粒间力的传播路径)，导致月壤颗粒与取样管表面的摩擦力增大，增加了能量的消耗并阻碍样品的采集。回转钻取式破岩能力强，取样效率高，可以保持一定层理信息的样品，但是钻杆的回转运动使钻杆内壁附近的样品颗粒混合起来，无法很好的保持原态层理信息。现有的月壤取芯装置无法兼顾保证月壤原始的层理信息、提高取样效率和提高取样深度。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种可以宇航员手持的手持双模式月壤取芯装置，以解决现有技术中存在的无法兼顾保证月壤原始的层理信息、提高取样效率和提高取样深度的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种手持双模式月壤取芯装置，包括：

机架；

第一壳体，安装在所述机架上，所述第一壳体内设置有两端呈敞口状的第一容置腔；

承受件，安装在所述第一容置腔内，所述承受件用于连接取芯工具并传递冲击力到取芯工具以及带动取芯工具转动；

冲击机构，所述冲击机构一端连接在所述机架上，另一端伸入所述第一壳体内，所述冲击机构用于沿冲击方向冲击所述承受件；

振动结构，安装在所述第一容置腔内，所述振动结构一端连接所述承受件，用于带动所述承受件沿所述冲击方向振动；

第一驱动结构，安装在所述机架上，用于驱动所述冲击机构冲击所述承受件和带动所述振动结构振动；

第二驱动结构，安装在所述机架上，用于驱动所述第一壳体转动。

手持双模式月壤取芯装置的工作模式包括冲击模式和旋转模式。

冲击模式：所述第一驱动结构驱动所述冲击机构冲击所述承受件，驱动所述振动结构带动所述承受件振动；

旋转模式：可以是旋转振动，所述第二驱动结构驱动所述第一壳体转动，所述第一壳体带动所述承受件转动，所述第一驱动结构不启动，即所述第一振动件不动，所述第二振动件旋转，所述第二振动件摩擦所述第一振动件产生振动，所述承受件边旋转边振动；

也可以是旋转冲击振动，所述第一驱动结构和所述第二驱动结构同时运转，进行回转-冲击式钻进，取样效率会大幅度提高。

在一些实施例中，所述冲击机构包括：

弹性蓄力件，安装于所述第一容置腔中；以及，

推顶环，设于所述弹性蓄力件与所述承受件之间；