月壤采掘裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)械結(jié)構(gòu)，具體涉及一種采掘裝置。月壤采掘裝置，它安裝于機(jī)械臂的末端，其技術(shù)方案是，它包括：挖掘模塊(20)、振動(dòng)模塊(30)以及密封模塊(40)；所述密封模塊(40)與所述挖掘模塊(20)固定連接，當(dāng)所述伸縮斗(10)伸展到位后，所述挖掘斗(6)繞所述驅(qū)動(dòng)軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)，與所述伸縮斗(10)構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)，分別實(shí)現(xiàn)對(duì)月壤的挖掘、密封、放樣功能。本發(fā)明可配合機(jī)械臂通過(guò)調(diào)節(jié)與月壤表面的夾角，從而實(shí)現(xiàn)不同深度月壤的表層采樣。挖掘完成后，密封模塊(40)通過(guò)直線運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)月壤的密封。放樣時(shí)，通過(guò)振動(dòng)模塊(30)實(shí)現(xiàn)對(duì)殼體的敲擊振動(dòng)促使月壤順利放樣到樣品容器中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】月壤采掘裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種機(jī)械結(jié)構(gòu)，具體涉及一種采掘裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 月壤采掘機(jī)構(gòu)安裝在月球表取采樣機(jī)械臂的末端，跟隨機(jī)械臂接近月球表面，在 機(jī)械臂各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的配合下，實(shí)現(xiàn)對(duì)月壤的采掘及密封。目前只有美國(guó)阿波羅號(hào)探測(cè)器登 陸月球，由人工采掘月壤，尚未有成功發(fā)射的機(jī)械臂對(duì)月球表面月壤的采樣。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是：設(shè)計(jì)一種新型的月壤采掘裝置，在機(jī)械臂各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)的配合下， 實(shí)現(xiàn)對(duì)月壤不同深度的采樣及密封。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：月壤采掘裝置，它安裝于機(jī)械臂的末端，它包括：挖掘模 塊、振動(dòng)模塊以及密封模塊；
[0005] 挖掘模塊包括：通過(guò)輸入錐齒輪、輸出錐齒輪將動(dòng)力傳送至驅(qū)動(dòng)軸的挖掘電機(jī)，安 裝在驅(qū)動(dòng)軸兩端并固定連接挖掘斗的兩根連桿；
[0006] 密封模塊包括：圓柱形的外殼，安裝在外殼外部并驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)的密封電機(jī)，經(jīng)絲 杠驅(qū)動(dòng)在外殼內(nèi)沿軸線方向直線運(yùn)動(dòng)的螺母，與螺母固定連接的弧形伸縮斗；在螺母的推 動(dòng)下，伸縮斗向外殼外部伸出；
[0007] 振動(dòng)模塊包括：將振動(dòng)電機(jī)固定安裝于外殼內(nèi)壁的電機(jī)座，與振動(dòng)電機(jī)輸出連接 的轉(zhuǎn)接件，通過(guò)銷(xiāo)軸與轉(zhuǎn)接件連接的敲擊塊；電機(jī)座上設(shè)有凸起結(jié)構(gòu)，在振動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng) 下，敲擊塊呈周期性的敲擊電機(jī)座處的凸起結(jié)構(gòu)；
[0008] 密封模塊與挖掘模塊固定連接，當(dāng)伸縮斗伸展到位后，挖掘斗繞驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，與伸 縮斗構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)。
[0009] 有益效果是：（1)本發(fā)明可配合機(jī)械臂通過(guò)調(diào)節(jié)與月壤表面的夾角，從而實(shí)現(xiàn)不 同深度月壤的表層采樣；（2)采樣后的月壤可由密封機(jī)構(gòu)密封，可防止運(yùn)動(dòng)過(guò)程中月壤的 泄露；（3)在放樣過(guò)程中，可通過(guò)振動(dòng)模塊實(shí)現(xiàn)月壤在月球小重力狀態(tài)下的順利放樣。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011] 圖2為本發(fā)明中的挖掘模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3為本發(fā)明中的密封模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 圖4為本發(fā)明中的振動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖5為本發(fā)明的工作過(guò)程狀態(tài)示意圖；
[0015] 圖6為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)不同深度的采樣示意圖；
[0016] 其中，1-挖掘電機(jī)、2-輸入錐齒輪、3-輸出錐齒輪、4-驅(qū)動(dòng)軸、5-連桿、6-挖掘斗、 7_密封電機(jī)、8-絲杠、9-螺母、10-伸縮斗、11-外殼、12-電機(jī)座、13-敲擊塊、14-銷(xiāo)軸、 15-轉(zhuǎn)接件、16-振動(dòng)電機(jī)、20-挖掘模塊、30-振動(dòng)模塊、40-密封模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 參見(jiàn)附圖1，月壤采掘裝置，它安裝于機(jī)械臂的末端，它包括：挖掘模塊20、振動(dòng)模 塊30以及密封模塊40 ;
[0018] 參見(jiàn)附圖2,挖掘模塊20包括：通過(guò)輸入錐齒輪2、輸出錐齒輪3將動(dòng)力傳送至驅(qū) 動(dòng)軸4的挖掘電機(jī)1，安裝在驅(qū)動(dòng)軸4兩端并固定連接挖掘斗6的兩根連桿5 ;
[0019] 參見(jiàn)附圖3,密封模塊40包括：圓柱形的外殼11，安裝在外殼11外部并驅(qū)動(dòng)絲杠 8旋轉(zhuǎn)的密封電機(jī)7,經(jīng)絲杠8驅(qū)動(dòng)在外殼11內(nèi)沿軸線方向直線運(yùn)動(dòng)的螺母9,與螺母9固 定連接的弧形伸縮斗10 ;在螺母9的推動(dòng)下，伸縮斗10向外殼11外部伸出；
[0020] 參見(jiàn)附圖4,振動(dòng)模塊30包括：將振動(dòng)電機(jī)16固定安裝于外殼11內(nèi)壁的電機(jī)座 12,與振動(dòng)電機(jī)16輸出連接的轉(zhuǎn)接件15,通過(guò)銷(xiāo)軸14與轉(zhuǎn)接件15連接的敲擊塊13 ;電機(jī) 座12上設(shè)有凸起結(jié)構(gòu)，在振動(dòng)電機(jī)16的帶動(dòng)下，敲擊塊13呈周期性的敲擊電機(jī)座12處的 凸起結(jié)構(gòu)；
[0021] 密封模塊40與挖掘模塊20固定連接，當(dāng)伸縮斗10伸展到位后，挖掘斗6繞驅(qū)動(dòng) 軸4轉(zhuǎn)動(dòng)，與伸縮斗10構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)。
[0022] 參見(jiàn)附圖5,月壤采掘裝置的工作過(guò)程為：
[0023] 參見(jiàn)附圖6, A.通過(guò)機(jī)械臂將采掘裝置升至設(shè)定高度H，并調(diào)整采掘裝置軸線與月 壤表面的夾角α，從而確定挖掘深度h ;
[0024] B.啟動(dòng)挖掘電機(jī)1，令挖掘斗6挖掘月壤表面；
[0025] C.采樣后，采掘裝置調(diào)整至水平位完成挖掘過(guò)程，隨后挖掘斗6升至伸縮斗10所 在高度；
[0026] D.啟動(dòng)密封電機(jī)7,令伸縮斗10向外伸出，與挖掘斗6構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)，將挖掘到的 樣品密封；
[0027] E.通過(guò)機(jī)械臂將采掘裝置調(diào)整至垂直位，密封電機(jī)7反轉(zhuǎn)，伸縮斗10向內(nèi)收回，同 時(shí)啟動(dòng)振動(dòng)電機(jī)16,令敲擊塊13敲擊電機(jī)座12,使得樣品滑落至外部容器中。
【權(quán)利要求】
1. 月壤采掘裝置，它安裝于機(jī)械臂的末端，其特征在于，它包括：挖掘模塊（20)、振動(dòng) 模塊（30)以及密封模塊（40); 所述挖掘模塊（20)包括：通過(guò)輸入錐齒輪（2)、輸出錐齒輪（3)將動(dòng)力傳送至驅(qū)動(dòng)軸 (4)的挖掘電機(jī)（1)，安裝在所述驅(qū)動(dòng)軸（4)兩端并固定連接挖掘斗￠)的兩根連桿（5); 所述密封模塊（40)包括：圓柱形的外殼（11)，安裝在所述外殼（11)外部并驅(qū)動(dòng)絲杠 (8)旋轉(zhuǎn)的密封電機(jī)（7)，經(jīng)所述絲杠（8)驅(qū)動(dòng)在所述外殼（11)內(nèi)沿軸線方向直線運(yùn)動(dòng)的 螺母（9)，與所述螺母（9)固定連接的弧形伸縮斗（10);在所述螺母（9)的推動(dòng)下，所述伸 縮斗（10)向所述外殼（11)外部伸出； 所述振動(dòng)模塊（30)包括：將振動(dòng)電機(jī)（16)固定安裝于所述外殼（11)內(nèi)壁的電機(jī)座 (12)，與所述振動(dòng)電機(jī)（16)輸出連接的轉(zhuǎn)接件（15)，通過(guò)銷(xiāo)軸（14)與所述轉(zhuǎn)接件（15)連 接的敲擊塊（13);所述電機(jī)座（12)上設(shè)有凸起結(jié)構(gòu)，在所述振動(dòng)電機(jī)（16)的帶動(dòng)下，所述 敲擊塊（13)呈周期性的敲擊所述電機(jī)座（12)處的凸起結(jié)構(gòu)； 所述密封模塊（40)與所述挖掘模塊（20)固定連接，當(dāng)所述伸縮斗（10)伸展到位后， 所述挖掘斗（6)繞所述驅(qū)動(dòng)軸（4)轉(zhuǎn)動(dòng)，與所述伸縮斗（10)構(gòu)成封閉結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的月壤采掘裝置，其特征在于，所述月壤采掘裝置的工作過(guò)程為： A.通過(guò)所述機(jī)械臂將所述采掘裝置升至設(shè)定高度H，并調(diào)整采掘裝置軸線與月壤表面 的夾角α ; Β.啟動(dòng)所述挖掘電機(jī)（1)，令所述挖掘斗（6)挖掘月壤表面； C. 采樣后，所述采掘裝置調(diào)整至水平位完成挖掘過(guò)程，隨后所述挖掘斗（6)升至所述 伸縮斗（10)所在高度； D. 啟動(dòng)所述密封電機(jī)（7)，令所述伸縮斗（10)向外伸出，與所述挖掘斗（6)構(gòu)成封閉 結(jié)構(gòu)，將挖掘到的樣品密封； Ε.通過(guò)所述機(jī)械臂將所述采掘裝置調(diào)整至垂直位，所述密封電機(jī)（7)反轉(zhuǎn)，所述伸縮 斗（10)向內(nèi)收回，同時(shí)啟動(dòng)所述振動(dòng)電機(jī)（16)，令所述敲擊塊（13)敲擊所述電機(jī)座（12)， 使得樣品滑落至外部容器中。
【文檔編號(hào)】G01N1/04GK104062146SQ201410280873
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】王康, 褚成成, 林云成, 容啟亮, 孫鵬飛, 梁常春, 曾磊, 劉賓, 許哲 申請(qǐng)人:北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部