【摘要】 本发明公开了一种深空小行星样品采集探测器，包括：探测器壳体、采样装置、保护装置、回收装置、隔热材料和控制单元；当小行星探测器即将着陆时，保护装置上的机械爪展开，电机驱动丝杠使柔性伸展材料伸长至极限长度，作为尘粒样品的输送管道和探测器的保护，然后采样装置发射弹射球体，经过保护装置的管道撞击小行星表面，溅射起的尘粒由保护装置的输送管道引导进入探测器的回收装置，进行隔离封装。本发明是具有小行星样品采集、回收、封装功能的集成装置，同时考虑了采样过程中对探测器自身的保护。 【专利类型】发明授权 【申请人】浙江大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】西湖区 【申请号】CN201210364719.4 【申请日】2012-09-26 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102879219B 【公开公告日】2014-10-15 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102879219B 【授权公告日】2014-10-15 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G01N1/04 【发明人】张斌; 俞敏; 胡成楠; 杨华勇 【主权项内容】一种深空小行星样品采集探测器，其特征是：主要包括：探测器壳体(1)、采样装置(2)、保护装置(3)、回收装置(4)、隔热材料(8)和控制单元(46)；所述探测器壳体(1)构成整个采集探测器的主体框架，两块太阳能电池板固定于探测器壳体(1)的两翼；保护装置(3)固定于探测器壳体(1)底部，保护装置的伸展方向垂直于探测器壳体的底面；所述保护装置伸展方向为保护管(31)的回转中心线方向；采样装置(2)固定于探测器壳体(1)底部和保护装置(3)之间，采样装置(2)的弹射球体发射端口(10)回转中心线朝下，与保护装置(3)的回转中心线平行，但不重合，弹射球体的运动轨迹包络在保护装置(3)的输送管道之中，回收装置(4)固定于探测器壳体(1)的内部，并且与保护装置(3)相连接，回收装置(4)最左端相连的探测器壳体(1)外部安装有隔热材料(8)，隔热材料(8)与回收装置(4)均为回转体，两者旋转中心线重合；控制单元(5)置于探测器壳体(1)内部，连接图像采集装置及红外传感器、采样装置(2)、保护装置(3)和回收装置(4)，控制它们的运动动作；所述采样装置(2)包括：压缩液体存储罐(9)、弹射端口(10)、外壳(11)、弹射球体存储管(12)、驱动电机(13)、气阀外壳(14)、活塞(15)、凸轮(16)、扳机(17)、扳机回复弹簧(18)、底座伸出杆(19)、底座活塞连接弹簧(20)、底座(21)、阀体(22)、阀芯控制弹簧(23)、阀芯(24)、阻挡块(25)、弹射球体(26)、拱形杆(27)和活塞O形密封圈(28)；所述弹射端口(10)嵌套在外壳(11)前端，弹射端口(10)的内径与弹射球体(26)的直径相同，且经过抛光处理，使弹射球体(26)在发射时受到较小的阻力；弹射端口(10)垂直于外部探测器壳体底面，这样在发射时能够使弹射球体垂直撞击在小行星表面，产生出最大的冲击力；驱动电机(13)、气阀外壳(14)、活塞(15)、凸轮(16)、扳机(17)、扳机回复弹簧(18)、底座伸出杆(19)、底座活塞连接(20)、底座(21)、阀体(22)、阀芯控制弹簧(23)、阀芯(24)、阻挡块(25)、弹射球体(26)、拱形杆(27)和活塞O形密封圈(28)均固定在外壳(11)内，凸轮(16)与驱动电机(13)的输出轴连接，扳机(17)的一端与凸轮(16)接触，扳机(17)另一端的下部通过扳机回复弹簧(18)连接外壳(11)的内壁，扳机回复弹簧(18)为扳机(17)提供回复力；扳机(17)另一端的上部与活塞(15)下部的小槽相扣合，活塞(15)的后部通过底座活塞连接弹簧(20)与底座(21)相连，活塞(15)在气阀外壳(14)内做直线往复运动，活塞(15)前端沟槽安装有活塞O形密封圈(28)，起气阀外壳(14)和活塞(15)之间的密封作用；阀体(22)固定在气阀外壳(14)内，阀体(22)两侧各加工有沟槽，用于高压气体的通过；阀芯(24)置于阀体(22)内，一端由阀芯控制弹簧(23)支撑，另一端穿过阀体(22)；压缩液体存储罐(9)固定于外壳(11)下部，通过气阀外壳(14)的底部开口与阀体(22)相连接，提供高压气体源；拱形杆(27)与活塞(15)固定连接，弹射球体(26)由阻挡块(25)和拱形杆(27)共同限位；所述保护装置(3)包括：漏斗构件(29)、两个丝杠驱动电机(6)、伸长机构安装底座(30)、两个伸长丝杠副(7)、保护管(31)、仿生机械爪(32)、底座(33)、柔性输送管(34)、缓冲弹簧(35)和机械爪驱动电机(36)；所述伸长机构安装底座(30)的上端与整个小行星探测器固连，下端对称安装有两个丝杠驱动电机(6)，每个丝杠驱动电机(6)的电机输出轴连接一伸长丝杠副(7)，两个伸长丝杠副(7)均由四节丝杠通过螺纹副串联连接而成，在两个丝杠电机(6)的驱动下进行伸缩运动；第四节丝杠与缓冲弹簧(35)的上端相连接，缓冲弹簧(35)的下端与底座(33)相连接；柔性输送管(34)置于保护管(31)内，柔性输送管(34)的下端与底座(33)相连，漏斗构件(29)与保护管(31)固连，漏斗构件(29)和伸长机构安装底座(30)均通过螺钉固定与外部探测器；漏斗构件(29)上端出口处通向探测器的回收装置(4)，用于引导样品的回收；四个仿生机械爪(32)周向均匀分布安装在底座(33)上；所述回收装置(4)包括：回收舱(37)、样品进管口(5)、旋转隔离板(38)、封装筒体(39)、O形橡胶密封圈(40)、连接弹簧(41)、滑块(42)、弹簧钢片(43)、压缩弹簧(44)和驱动电机(45)；所述旋转隔离板(38)、封装筒体(39)、O形橡胶密封圈(40)、连接弹簧(41)、滑块(42)、弹簧钢片(43)和压缩弹簧(44)均置于回收舱(37)内，所述回收舱(37)的下端开有槽口，样品进管口(5)的一端穿过该槽口后，与封装筒体(39)相通；回收舱(37)内壁在槽口左端处开有锥形槽，使滑块(42)上弹簧钢片(43)进入后卡紧；压缩弹簧(44)位于回收舱(37)最右端并支撑滑块(42)的一端；滑块(42)的外圆周均匀固定若干弹簧钢片(43)，滑块(42)的另一端通过连接弹簧(41)支撑封装筒体(39)，封装筒体(39)内开有一圆柱形内腔，圆柱形内腔的下半部分均匀开有三个圆弧形截面的腔室，旋转隔离板(38)置于圆柱形内腔，具有一个截面为圆弧形的开口，旋转隔离板(38)与封装筒体(39)相配合，形成三个相互独立的密闭空间，驱动电机(45)安装在封装筒体(39)的底部，其输出轴与旋转隔离板(38)相连，O形橡胶密封圈(40)安装在封装筒体(39)外部的沟槽内。 【当前权利人】浙江大学 【当前专利权人地址】浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号 【专利权人类型】公立 【统一社会信用代码】12100000470095016Q 【引证次数】2.0 【被引证次数】6 【他引次数】2.0 【被他引次数】6.0 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】26

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