一种臂载月壤表层定深采样封装器的制作方法

1.本发明属于天体研究设备技术领域，特别是涉及一种臂载月壤表层定深采样封装器。


背景技术：

2.作为主要航天国家，发展月球探测成为我国航天活动的关键内容。依据我国国情，科学家认为月球南极与太阳风长期作用的表层月壤可能存在一些特殊的物质，为了验证这一想法，需要对月球南极表层月壤进行多点定深度的克级采样并独立封装。但嫦娥五号的末端采样器无法实现独立封装等功能，所以需在嫦娥五号末端采样器的基础上设计一种新型的臂载月壤表层定深采样封装器。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明旨在提出一种臂载月壤表层定深采样封装器，以解决采样器无法实现单独封装的问题。
4.为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种臂载月壤表层定深采样封装器，所述采样封装器包括进样腔、密闭门、按压块、限位外壳和存样腔，所述进样腔与存样腔连通，所述进样腔与存样腔之间设置有阻样晒网，所述按压块与限位外壳滑动连接，所述按压块与限位外壳之间设置有复位弹簧，所述限位外壳上转动连接有密闭门，所述按压块通过齿轮齿条与密闭门相连，所述按压块上设置有摇臂铲接口，所述限位外壳上设置有伸缩铲接口，所述摇臂铲接口和伸缩铲接口相对设置。
5.更进一步的，所述密闭门通过转动轴与限位外壳转动连接。
6.更进一步的，所述限位外壳与后端盖相连，所述后端盖位于存样腔后侧。
7.更进一步的，所述采样封装器通过夹持单元进行采样。
8.更进一步的，所述夹持单元包括末端采样器和机械臂，所述末端采样器与机械臂相连，所述末端采样器上设置有摇臂铲和伸缩铲，所述摇臂铲与摇臂铲接口相连，所述伸缩铲与伸缩铲接口相连，实现采样封装器的夹持。
9.更进一步的，所述采样封装器通过封装单元进行封装。
10.更进一步的，所述封装单元包括初级封装容器、样品封装装置和采样器存储装置，采样前，多个采样封装器存储在采样器存储装置中，采样后，采样封装器先封装在初级封装容器内，然后将初级封装容器封装在样品封装装置内。
11.更进一步的，所述初级封装容器和采样器存储装置设置在着陆器上，所述着陆器上方连接有上升器，所述样品封装装置设置在上升器上。
12.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够实现对月球南极表层月壤进行多点定深度克级采样并独立封装。采样封装器仅在末段采样器的夹持作用下实现工作全流程，无其他动力驱动，阻样晒网可对表层月壤颗粒进行筛分，并排出大颗粒，闭合状态与采样状态之间易转换，对末端采样器自由度要求较低。各部分组成安装连接，形成一个集合
体，结构简单。闭合状态存在预紧力，防止外界干扰下状态转变。
附图说明
13.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
14.图1为本发明所述的一种臂载月壤表层定深采样封装器立体结构示意图；
15.图2为本发明所述的一种臂载月壤表层定深采样封装器剖视结构示意图；
16.图3为本发明所述的一种臂载月壤表层定深采样封装器工作过程示意图；
17.图4为本发明所述的一种臂载月壤表层定深采样封装器采样过程示意图。
18.1-进样腔，2-密闭门，3-转动轴，4-按压块，5-齿轮齿条，6-摇臂铲接口，7-限位外壳，8-伸缩铲接口，9-复位弹簧，10-阻样晒网，11-存样腔，12-后端盖，13-采样封装器，14-末端采样器，15-机械臂，16-初级封装容器，17-样品封装装置，18-上升器，19-采样器存储装置，20-着陆器。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.参见图1-4说明本实施方式，一种臂载月壤表层定深采样封装器，采样封装器13包括进样腔1、密闭门2、按压块4、限位外壳7和存样腔11，进样腔1与存样腔11连通，进样腔1与存样腔11之间设置有阻样晒网10，按压块4与限位外壳7滑动连接，按压块4与限位外壳7之间设置有复位弹簧9，限位外壳7上转动连接有密闭门2，按压块4通过齿轮齿条5与密闭门2相连，按压块4上设置有摇臂铲接口6，限位外壳7上设置有伸缩铲接口8，摇臂铲接口6和伸缩铲接口8相对设置。密闭门2通过转动轴3与限位外壳7转动连接，限位外壳7与后端盖12相连，后端盖12位于存样腔11后侧。
21.采样封装器13通过夹持单元进行采样，夹持单元包括末端采样器14和机械臂15，末端采样器14与机械臂15相连，末端采样器14上设置有摇臂铲和伸缩铲，摇臂铲与摇臂铲接口6相连，伸缩铲与伸缩铲接口8相连，实现采样封装器13的夹持。在末端采样器14的夹持作用下实现采样封装器13由闭合状态到采样状态的转变。采样封装器13在末端采样器14的夹持作用以及机械臂15的驱动作用下进行铲挖操作。表层月壤集中堆积在进样腔1内，经摆动作用穿过阻样晒网10进入存样腔11内，将摆动后仍处于进样腔1的月壤排出。
22.采样封装器13通过封装单元进行封装，封装单元包括初级封装容器16、样品封装装置17和采样器存储装置19，采样前，多个采样封装器13存储在采样器存储装置19中，采样后，采样封装器13先封装在初级封装容器16内，然后将初级封装容器16封装在样品封装装置17内，初级封装容器16和采样器存储装置19设置在着陆器20上，着陆器20上方连接有上升器18，样品封装装置17设置在上升器18上。封装单元可实现采样封装器13采样状态与闭合状态间的转换，初始状态为闭合状态，集中存储在采样器存储装置19中，由按压块4与限位外壳7间的复位弹簧9提供预紧力，防止采样封装器13在外界干扰作用下造成有效样品泄露。末端采样器14两端分别夹持摇臂铲接口6和伸缩铲接口8并提供夹持力，夹持力压缩复
位弹簧9，按压块4在限位外壳7内产生位移，带动齿轮齿条5转动，密闭门2绕着转动轴3旋转张开，实现采样封装器13由闭合状态到采样状态的转换。
23.如图4所示，图4中由左到右分别为采样、进样、排样和样品转移状态。采样、进样和排样动作重复多次，待采样、进样、排样流程操作完成，机械臂15将采样封装器13运至初级封装容器16上方，松弛使其自由下落至初级封装容器16中，下落过程中由于夹持力消失，复位弹簧9恢复原来位置，密闭门2闭合，采样封装器13由采样状态转换至闭合状态。
24.完整工作流程如图3所示，具体如下：
25.首先采样封装器13集中着陆器20的采样器存储装置19中，待开始采样时，采样器存储装置19打开，末端采样器14夹住摇臂铲接口6和伸缩铲接口8，并在两侧施加夹持力。复位弹簧9在夹持力作用下产生压缩量，按压块4与密闭门2间的齿轮齿条5产生相对转动，带动密闭门2绕转动轴3转动。实现采样封装器13由闭合状态到采样状态的转换，并在机械臂15驱动下转移至采样位置。
26.夹持动作完成后，采样动作开始工作，采样过程流程图如图4所示；在末端采样器14的夹持与机械臂15的驱动作用下完成铲挖动作，铲挖到的表层月壤堆积在进样腔1中，旋转至水平位置进行摆动，促使堆积在进样腔1的表层月壤穿过阻样晒网10进入存样腔11中。将仍处于进样腔1的大颗粒月壤排出采样封装器13外。重复采样、进样、排样的操作，待进样腔填满后转移至初级封装容器16上方。
27.采样动作完成后，封装动作开始工作，末端采样器14松弛，伸缩铲与摇臂铲间按压力消失，采样封装器13在重力的作用下下落，下落过程中回复弹簧9恢复原位，按压块4与密闭门2间的齿轮齿条5产生相对转动，带动密闭门2绕转动轴3转动。实现采样封装器13由采样状态到闭合状态的转换，最终落入初级封装容器16中。
28.待全部采样封装器13均采样完成并落入至初级封装容器16后，末端采样器14将初级封装容器16转移至上升器18中的样品封装装置17中，完成月壤表层定深采样封装器13工作全流程。
29.以上公开的本发明实施例只是用于帮助阐述本发明。实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。