一种小天体星壤采样装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113686606A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202110974094.2(22)申请日2021.08.24(71)申请人吉林大学地址130015吉林省长春市朝阳区前进大街2699号(72)发明人金敬福董新桔贺连彬齐迎春邹猛于庆宇(74)专利代理机构北京圣州专利代理事务所(普通合伙)11818代理人刘岩(51)Int.Cl.G01N1/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种小天体星壤采样装置(57)摘要本发明公开了一种小天体星壤采样装置，包括与探测器相连接的固定机构、推杆机构以及抓取机构；所述推杆机构固定于所述固定机构内，所述推杆机构包括电动推杆和推盘，所述推盘与所述电动推杆的伸缩端固定连接，所述电动推杆的固定端固定于所述固定机构内；所述抓取机构包括若干抓取支杆，所述抓取支杆的固定端固定于所述推盘上，所述抓取支杆的抓取端设置有若干弹性刚毛，所述弹性刚毛向上倾斜设置。采用上述结构的一种小天体星壤采样装置，通过抓取支杆直接扎入星壤中，被舔起的星壤通过抓取支杆上的弹性刚毛仿生结构的回弹力和摩擦力夹住星壤颗粒，具有结构简单、占用空间小、质量轻以及耗能低的优点。CN113686606ACN113686606A权利要求书1/1页1.一种小天体星壤采样装置，其特征在于：包括与探测器相连接的固定机构、推杆机构以及抓取机构；所述推杆机构固定于所述固定机构内，所述推杆机构包括电动推杆和推盘，所述推盘与所述电动推杆的伸缩端固定连接，所述电动推杆的固定端固定于所述固定机构内；所述抓取机构包括若干抓取支杆，所述抓取支杆的固定端固定于所述推盘上，所述抓取支杆的抓取端设置有若干弹性刚毛，所述弹性刚毛向上倾斜设置。2.根据权利要求1所述的一种小天体星壤采样装置，其特征在于：所述固定机构包括连接法兰、固定筒以及定位盘，所述定位盘上开设有若干定位通孔且固定于所述固定筒内，所述固定筒直径小于所述连接法兰的直径，所述固定筒一端与所述连接法兰固定连接，所述电动推杆的固定端固定于所述连接法兰上，所述连接法兰与所述探测器相连接。3.根据权利要求2所述的一种小天体星壤采样装置，其特征在于：所述抓取支杆倾斜设置且穿过所述定位通孔，所述定位通孔直径大于所述抓取支杆的直径且一一对应。4.根据权利要求3所述的一种小天体星壤采样装置，其特征在于：所述电动推杆带动所述推盘在固定筒内上下运动，所述推盘带动所述抓取支杆在所述定位通孔内上下移动。5.根据权利要求1所述的一种小天体星壤采样装置，其特征在于：所述弹性刚毛为弹性金属刺针且向上倾斜设置，每个所述抓取支杆上设置有4‑8根，若干弹性金属刺针环绕分布于抓取端上且交错设置。6.根据权利要求1所述的一种小天体星壤采样装置，其特征在于：所述抓取支杆包括刚性支杆和弹性支杆，在取样时，刚性支杆直接扎入星壤内进行采集，弹性支杆在星壤表面采集。2CN113686606A说明书1/3页一种小天体星壤采样装置技术领域[0001]本发明涉及深空探测采样技术领域，尤其是涉及一种小天体星壤采样装置。背景技术[0002]由于小天体保存着太阳系形成演化的早期信息，是研究太阳系起源的重要载体，探测小天体并获取其表面星壤样品，有助于研究小天体的物质组成，对探索太阳系的起源和开发太空资源具有重要的意义。近年来成为国际深空探测领域的热点，目前世界上只有美国和日本的探测器在小天体上着陆过。日本的隼鸟一号探测器曾在小天体上着陆并采样返回，其采用射弹撞击小天体表面，造成表层星壤及岩块发生颗粒溅射并通过角形罩进入采样器进行存储。中国设计的小行星探测任务将在10年分3个阶段实施，即小行星探测、取样返回、探测彗星；主要针对小行星2016HO3和彗星311进行探测采样。由于小行星具有微重力的特点，因此在针对该小行星进行采样的过程中，主要的技术难点是解决采样器如何能够在微重力的条件下将散体进行收集；同时出于对升空成本和难度的考虑，所设计装置应具备低耗能、低质量、小体积等特点；并且星面环境条件的约束也使采样装置制作面临着很多难题。发明内容[0003]本发明的目的是提供一种小天体星壤采样装置，通过抓取支杆直接扎入星壤中，被舔起的星壤通过抓取支杆上的弹性刚毛仿生结构的回弹力和摩擦力夹住星壤颗粒，具有结构简单、占用空间小、质量轻以及耗能低的优点。[0004]为实现上述目的，本发明提供了一种小天体星壤采样装置，包括与探测器相连接的固定机构、推杆机构以及抓取机构；[0005]所述推杆机构固定于所述固定机构内，所述推杆机构包括电动推杆和推盘，所述推盘与所述电动推杆的伸缩端固定连接，所述电动推杆的固定端固定于所述固定机构内；[0006]所述抓取机构包括若干抓取支杆，所