专利名称：双层软袋钻探取心采样机构的制作方法
技术领域：
本发明属于航天空间探索领域，涉及一种在月球表面钻探采样收集的装置，特别是一种双层软袋钻探取心采样机构，实现利用双层复合内层软袋对月壤采样收集。
背景技术：
航天航空是人类探索自然界的前沿工程，走向太空已成为科技强国必不可少的标志，在航天系统工程中每个环节都非常重要，面对航空航天这样复杂环境的条件下，如何实现利用钻具采取月球表面月壤，更是人类的一种挑战，在探测器系统着陆后，要将着陆点钻取目标区域内深度约2米的月壤样品钻取至空心取芯钻杆内部，然后要完整的取出来包裹、封装，该月壤样品需能够反映月壤的剖面原貌，如何才能使保持样品的层面不变且转移、封装过程不会出现散落现象，仍需一种专用工具来解决这一问题，这种工具要必须能够经受住复杂的空间及力学环境的考验，确保其稳定可靠，并要保持其轻便性以适应航天运载需要，仍需技术创新填补空白。
发明内容
本发明为了将空心取芯钻杆内部月壤样品完整的取出封装，本发明提供了一种双层软袋钻探取心采样机构，可以钻采和收集同步进行，实现包裹和封装。上述目的是通过以下技术方案实现的一种双层软袋钻探取心采样机构，其特征在于包括取芯钻杆，取芯钻杆为中空结构，前段设有取芯钻头，中空位置设有保持芯管，保持芯管内同轴设有内层软袋，内层软袋下端口内翻连接有提拉连接体，提拉连接体通过牵引绳与整形卷筒连接；内层软袋外部设有牵拉层，牵拉层由沿内层软袋轴向延展以内层软袋轴线为中心圆周阵列分布的牵拉带构成，牵拉带与内层软袋间通过可撕裂连接体连接，牵拉带一端在保持芯管下沿处外翻到保持芯管与取芯钻杆之间的空间，再与撕裂拉绳连接，撕裂拉绳与牵拉吊点连接，牵拉带另一端连接有牵拉保持绳，牵拉保持绳另一端与取芯钻杆可拉断连接或与牵拉带在保持芯管外的端头连接；内层软袋上设有柔性绳锁紧拉扣，锁紧拉扣连接有破断拉索，连接方式为可拉断式连接。所述可撕裂连接体为可施力撕断开的线或粘胶或粘扣。所述锁紧拉扣为两级轴向分布的双套结。本发明在取芯钻杆内部预先设置双层软袋和保持芯管，在航空航天复杂的力学以及空间环境实施钻取采样，能保持月壤的层理信息不被破坏的前提下实现采集封装，重量轻结构稳定，易于实施，可靠性高。
图I为本发明实施例的剖面结构示意 图2为本发明实施例的封口阶段结构示意 图3为本发明实施例的锁紧拉扣双套结示意图。
图中标示名称I取芯钻杆；2取芯钻头；3保持芯管，4内层软袋；5提拉连接体；6牵引绳；7整形卷筒；8牵拉带；9可撕裂连接体；10撕裂拉绳；11牵拉保持绳；12 —级锁紧拉扣；13 —级破断拉索；14 二级锁紧拉扣；15 二级破断拉索；16牵拉吊点。
具体实施例方式本发明实施例如图I至图3所示，该双层软袋钻探取心采样机构，设有取芯钻杆I，取芯钻杆I为中空结构，前段设有取芯钻头2，中空位置设有保持芯管3，保持芯管3和取芯钻杆I浮动连接，保持芯管3下端和外表面与取芯钻杆I、取芯钻头2间留有空隙，保持芯管3内同轴设有内层软袋4，内层软袋4下端口内翻连接有提拉连接体5，提拉连接体5通过牵引绳6与整形卷筒7连接；内层软袋4外部设有牵拉层，牵拉层与软袋构成复合双层软袋，牵拉层由沿内层软袋4轴向延展以内层软袋4轴线为中心圆周阵列分布的牵拉带8构成，牵拉带8与内层软袋4间通过可撕裂连接体9连接，可撕裂连接体9为可拉断的纤维丝，将牵拉带8与内层软袋4连接在一起,在一定力的作用下可拉断撕裂,牵拉带8 一端在保持芯管3下沿处外翻到保持芯管3与取芯钻杆I之间的空间，再与撕裂拉绳10连接，撕 裂拉绳10与牵拉吊点16连接,牵拉带8另一端连接有牵拉保持绳11，牵拉保持绳11另一端通过保持芯管3上的孔与取芯钻杆I连接，牵拉保持绳11为可拉断的绳，该绳有纤维丝构成，在撕裂拉绳10和牵拉保持绳11的牵拉下软袋保持直立状态贴附在保持芯管3内壁上，避免由于震动造成的堆叠现象；在内层软袋4上设有垂直分布的两组柔性绳锁紧拉扣，为一级锁紧拉扣12、二级锁紧拉扣14，一级锁紧拉扣12、二级锁紧拉扣14分别与一级破断拉索13、二级破断拉索15连接,一级破断拉索13、二级破断拉索15为可恒力拉断的绳,分别与牵拉带8连接，一级锁紧拉扣12、二级锁紧拉扣14，为双套结，可收紧封闭袋口 ；其钻取步骤如下
下钻前，将双层软袋内置于保持芯管3内部，牵拉保持绳11穿过保持芯管3上的孔将牵拉带8上端固定连接在钻杆I上，牵拉带8下端在保持芯管3下沿处外翻，连接撕裂拉绳10，撕裂拉绳10通过保持芯管3与钻杆I间的空间挂在外部牵拉吊点16上，调节撕裂拉绳10张紧度，使双层软袋贴附在保持芯管3内壁，内层软袋4下端用于封口连接的提拉连接体5位于保持芯管3底部，通过牵引绳6与整形卷筒7连接，使牵引绳6和撕裂拉绳10同时处于张紧状态；
下钻中，撕裂拉绳10和牵引绳6长度不变，提拉连接体5不动，钻杆I转动牵拉保持绳11断开，钻杆I和保持芯管3下行，在内层软袋4和牵拉带8分别在牵引绳6和撕裂拉绳10的牵拉下，使可撕裂连接体9在保持芯管3下沿处断开，内层软袋4和牵拉带8分别内翻和外翻延展，提拉连接体5下部内层软袋4的容纳空间随钻采深度的增加而增加；
下钻后，内层软袋4全部内翻结束,在撕裂拉绳I、牵拉带8、一级破断拉索13的牵拉下，一级锁紧拉扣12双套结先行束紧，一级破断拉索13断裂破断解锁，而后整形卷筒7带动牵引绳6提拉连接体5上行，内层软袋4上行，一级锁紧拉扣12与二级锁紧拉扣14双套结间内层软袋4内的月壤下放，月壤下放的过程中在撕裂拉绳I、牵拉带8、二级破断拉索15的牵拉下，二级锁紧拉扣14双套结逐步束紧，实现完全封闭，二级破断拉索15断裂破断解锁，内层软袋4包裹携带取出月壤。本实施例为避免探测器飞行过程中受迫振动双层软袋在保持芯管3内出现堆积现象，用牵拉保持绳11和撕裂拉绳I将双层软袋定位在保持芯管3内 ，实施时，还可以将牵拉带8通过保持芯管3上部侧壁上的开孔首尾连接形成环状，用于保持双层软袋在保持芯管3内的状态；可撕裂连接体9还可以采用粘胶或粘扣模式。
权利要求
1.一种双层软袋钻探取心采样机构，其特征在于包括取芯钻杆(I)，取芯钻杆(I)为中空结构，前段设有取芯钻头(2)，中空位置设有保持芯管(3)，保持芯管(3)内同轴设有内层软袋(4)，内层软袋(4)下端口内翻连接有提拉连接体(5)，提拉连接体(5)通过牵引绳(6)与整形卷筒(7)连接；内层软袋(4)外部设有牵拉层，牵拉层由沿内层软袋(4)轴向延展以内层软袋(4)轴线为中心圆周阵列分布的牵拉带(8)构成，牵拉带(8)与内层软袋(4)间通过可撕裂连接体(9 )连接，牵拉带(8 ) 一端在保持芯管(3 )下沿处外翻到保持芯管(3 )与取芯钻杆(I)之间的空间，再与撕裂拉绳(10 )连接，撕裂拉绳(10 )与牵拉吊点(16 )连接，牵拉带(8 )另一端连接有牵拉保持绳(11)，牵拉保持绳(11)另一端或与取芯钻杆(I)可拉断连接或与牵拉带(8)在保持芯管(3)外的端头连接；内层软袋(4)上设有柔性绳锁紧拉扣，锁紧拉扣连接有破断拉索，连接方式为可拉断式连接。
2.根据权利要求I所述双层软袋钻探取心采样机构，其特征在于所述可撕裂连接体(9)为可施力撕断开的线或粘胶或粘扣。
3.根据权利要求I所述双层软袋钻探取心采样机构，其特征在于所述锁紧拉扣为两级轴向分布的双套结。
全文摘要
本发明公布了一种双层软袋钻探取心采样机构，其特征在于包括取芯钻杆，取芯钻杆为中空结构，中空位置设有保持芯管，保持芯管内同轴设有内层软袋，内层软袋下端口内翻连接有提拉连接体，提拉连接体通过牵引绳与整形卷筒连接；内层软袋外部设有牵拉层，牵拉层由牵拉带构成，牵拉带与内层软袋间通过可撕裂连接体连接，牵拉带一端在保持芯管下沿处外翻到保持芯管与取芯钻杆之间的空间，再与撕裂拉绳连接，撕裂拉绳与牵拉吊点连接，牵拉带另一端连接有牵拉保持绳，牵拉保持绳另一端与取芯钻杆可拉断连接或与牵拉带在保持芯管外的端头连接；内层软袋上设有柔性绳锁紧拉扣，锁紧拉扣连接有破断拉索，连接方式为可拉断式连接，可以实现月壤的封装采集。
文档编号G01N1/08GK102721572SQ20121020021
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者乔飞, 姜生元, 张吉, 王印超, 邓宗全, 陈明, 高兴文 申请人:哈尔滨工业大学