一种月表土壤定量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，特别是涉及一种月表土壤定量采样封装器。


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。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月表土壤定量采样封装器，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：一种月表土壤定量采样封装器，所述采样封装器包括上壳体、下壳体和按压底板，所述下壳体上设置有进样腔和存样腔，所述进样腔和存样腔之间设置有阻样晒网，所述上壳体上设置有密封盖板，所述密封盖板位于进样腔的上方，所述下壳体与按压底板相连，所述按压底板上方通过压紧弹簧与弹簧压块相连，所述上壳体和下壳体通过限位转轴相连，连接处设置有限位凹槽，所述上壳体和下壳体之间设置有闭合扭簧，所述上壳体上设置有伸缩铲接口和摇臂铲接口，所述伸缩铲接口和摇臂铲接口相对设置。
5.更进一步的，所述上壳体后侧连接有后盖。
6.更进一步的，所述采样封装器通过夹持单元进行采样。
7.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。
8.更进一步的，所述采样封装器通过预紧单元进行预紧封装。
9.更进一步的，所述预紧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。
10.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。
11.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量采样并独立封装。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，转移过程处于闭合状态，避免有效月壤在转移过程中泄露。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。采样封装器夹持单元与伸缩铲、摇臂铲相
对位置固定，夹持状态稳定。
附图说明
12.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：
13.图1为本发明所述的一种月表土壤定量采样封装器立体结构示意图；
14.图2为本发明所述的一种月表土壤定量采样封装器剖视结构示意图；
15.图3为本发明所述的一种月表土壤定量采样封装器工作过程示意图；
16.图4为本发明所述的一种月表土壤定量采样封装器采样过程示意图。
17.1-按压底板，2-压紧弹簧，3-弹簧压块，4-后盖，5-限位转轴，6-闭合扭簧， 7-伸缩铲接口，8-铲挖铲接口，9-密封盖板，10-进样腔，11-阻样晒网，12
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存样腔，13-采样封装器，14-末端采样器，15-机械臂，16-初级封装容器，17
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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
18.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。
19.参见图1-4说明本实施方式，一种月表土壤定量采样封装器，采样封装器 13包括上壳体、下壳体和按压底板1，下壳体上设置有进样腔10和存样腔12，进样腔10和存样腔12之间设置有阻样晒网11，上壳体上设置有密封盖板9，密封盖板9位于进样腔10的上方，下壳体与按压底板1相连，按压底板1上方通过压紧弹簧2与弹簧压块3相连，上壳体和下壳体通过限位转轴5相连，连接处设置有限位凹槽，上壳体和下壳体之间设置有闭合扭簧6，上壳体上设置有伸缩铲接口7和摇臂铲接口8，伸缩铲接口7和摇臂铲接口8相对设置，上壳体后侧连接有后盖4。
20.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8相连，伸缩铲与伸缩铲接口7相连，实现采样封装器13的夹持。采样封装器13在末端采样器14的夹持作用下实现采样工作全流程。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。月表土壤集中堆积在进样腔10内，通过摆动的方式使月壤样品穿过阻样晒网11进入存样腔12，将摆动后仍处于进样腔的月壤排出。
21.采样封装器13通过预紧单元进行预紧封装，预紧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。
22.预紧单元可实现采样封装器13由采样状态到闭合状态间的转换，初始状态为采样状态，集中存储在采样器存储装置19中，由压紧弹簧2与闭合扭簧6 提供预紧力，防止采样封装器13在采样过程中闭合导致采样过少。采样封装器 13在夹持作用下实现采样流程，采
样动作完成后，末端采样器14旋转至指定位置向下按压，弹簧压块3与按压底板1间的压紧弹簧2在按压作用下产生压缩量，限位转轴5脱离凹槽，在末端采样器14的转动配合下实现闭合。闭合扭簧6为末端采样器闭合状态提供预紧力，防止外界干扰作用下有效样品泄露，实现月表土壤定量采样封装器13采样状态到闭合状态的转换。
23.完整工作流程如图3所示，具体如下：
24.首先月表土壤定量采样封装器13集中储存在着陆器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与伸缩铲接口 7和摇臂铲接口8配合并施加夹持力,将采样封装器13从采样器存储装置19中取出，并在机械臂15的驱动下转移至采样位置。
25.夹持动作完成后，采样动作开始工作，采样过程如图4所示；图4中从左至右依次为采样、进样、排样、按压、旋转和转移过程。在末端采样器14夹持与机械臂15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10中，旋转至水平位置进行摆动，促使堆积在进样腔10的表层月壤穿过阻样晒网11 进入存样腔12中。将仍处于进样腔10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，待进样腔填满后采样动作完成。
26.采样动作完成后，预紧动作开始工作，机械臂15旋转至某一位置，使按压底板1与地面接触，沿着压紧弹簧2的方向按压采样封装器13，压紧弹簧2产生压缩量，限位转轴5在按压作用下脱离限位凹槽，在末端采样器14的转动配合下实现闭合，预紧力由闭合扭簧6提供，防止在外界干扰的作用下状态转变，造成存样腔12内有效样品泄露。实现采样封装器13由采样状态到闭合状态的转变。在末端采样器14的夹持作用下转移至初级封装容器16中，待采样器存储装置19中的所有采样封装器13均完成采样动作与预紧动作并转移至初级封装容器16后，末端采样器14将初级封装容器16转移至上升器18上的样品封装装置17中，完成月表土壤定量采样封装器13工作全流程。
27.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。