一种适用于地外天体的胶带吸附采样器制造技术

本发明专利技术涉及一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，属于星体采样技术领域；包括支架、发卷轮、收卷轮、胶带、第一电机、第二电机、2个冷推气瓶、压紧机构和二维码识别器；压紧机构设置在支架上表面的中部；二维码识别器设置在支架下表面的中部；2个冷推气瓶对称设置在压紧机构的两侧；发卷轮和收卷轮对称设置在支架的上表面；第一电机与发卷轮同轴对接；第二电机与收卷轮同轴对接；胶带缠绕在发卷轮上，胶带的起始端绕过压紧机构的底部后与收卷轮固连；胶带的终止端与发卷轮固连；本发明专利技术利用胶带粘取(或吸附)的方式将地外天体表层物质收纳到胶带卷中，进一步实现采集与收纳，具有采样时间短、星表适应性强、可重复采样，反作用力小的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于地外天体的胶带吸附采样器
本专利技术属于星体采样
，涉及一种适用于地外天体的胶带吸附采样器。
技术介绍
地外天体探测对于我国“开辟新疆域、揭示生命起源、推动技术进步、开发天然资源、保护地球安全”具有显著意义，地外探测器或者飞越，或者绕飞，或者着陆，或者采样返回，以不同的形式对小天体进行科学探测，其中采样是探测活动的核心技术手段，样品返回地球后可在实验室内进行最全面直接的科学研究，目前地外天体采样需要采样器具有地质特性适应性强、反作用力低、采样迅速等特点。在月球与火星上常用的采样技术包括钻取、机械臂铲挖、研磨和抓取等，但采样反作用力大且采样时间长，日本隼鸟号(Hayabusa)2005年对糸川小行星进行了采样，采用了射弹撞击后容纳回收的方法，但采样量极其微小。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，利用胶带粘取(或吸附)的方式将地外天体表层物质收纳到胶带卷中，进一步实现采集与收纳，具有采样时间短、星表适应性强、可重复采样，反作用力小的特点。本专利技术解决技术的方案是：一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，包括支架、发卷轮、收卷轮、胶带、第一电机、第二电机、2个冷推气瓶、压紧机构和二维码识别器；其中，支架为水平放置的U形框架；压紧机构设置在支架上表面的中部，且压紧机构竖直向下伸出支架；二维码识别器设置在支架下表面的中部；2个冷推气瓶对称设置在压紧机构的两侧，且2个冷推气瓶设置在支架的上表面；发卷轮和收卷轮对称设置在支架的上表面；且发卷轮和收卷轮位于2个冷推气瓶的外侧；第一电机与发卷轮同轴对接，实现驱动发卷轮转动；第二电机与收卷轮同轴对接，实现驱动收卷轮转动；胶带缠绕在发卷轮上，胶带的起始端绕过压紧机构的底部后与收卷轮固连；胶带的终止端与发卷轮固连。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，所述压紧机构包括固定杆、中心轴、2个支撑腿、2个导向轮和簧片；其中，固定杆为竖直放置的杆状结构；固定杆的顶部与支架固定连接；固定杆的底部设置有中心轴；2个支撑腿的顶部均套装在中心轴上；2个支撑腿对称呈倒V形分布，实现2个支撑腿绕中心轴旋转；2个支撑腿之间夹角处设置有簧片，实现对2个支撑腿相对位置的解锁和限位；每个支撑腿的底部对应设置有1个导向轮。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，所述胶带的起始端绕过压紧机构中的2个导向轮后与收卷轮固连；胶带对应2个导向轮位置的下表面实现对外部星表星壤的采集。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，所述胶带吸附采样器的工作过程为：启动第二电机带动收卷轮逆时针转动，收卷轮实现将缠绕在发卷轮上的胶带转移至缠绕在收卷轮上，在胶带的移动过程中，经过2个导向轮下方的胶带完成对外部星表的星壤采集。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，当缠绕在发卷轮上的胶带全部转移至收卷轮后，关闭第二电机，启动第一电机带动发卷轮顺时针转动，发卷轮实现将缠绕在收卷轮上的胶带反向转移至缠绕在发卷轮上；在胶带的移动过程中，经过2个导向轮下方的胶带完成对外部星表星壤的反向再次采集。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，当胶带在发卷轮和收卷轮之间传输过程中，出现过紧或松动时，通过压紧机构实现对胶带的松紧进行调整。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，压紧机构的调整过程为：解锁簧片，2个支撑腿对称绕中心轴旋转，实现2个导向轮对胶带的松紧进行调整；调整完成后，锁紧簧片实现对2个导向轮相对位置的限位锁死。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，所述胶带沿竖直方向从上至下依次分为二维码层、基体层和功能层；基体层为连接层；二维码层设置在基体层顶部；功能层设置在基体层底部；当胶带进行星壤采集时，二维码层指向竖直向上方向，通过二维码识别器对二维码层进行识别，实现对胶带移动长度的测量；功能层与外部星表接触，实现对星壤采集。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，所述功能层沿胶带宽度方向依次设置有第一薄胶区、第一厚胶区、尼龙搭扣区、第二厚胶区、倒刺区、第二薄胶区、细砂纸区、第三厚胶区、粗砂纸区和第三薄胶区；其中，第一薄胶区、第二薄胶区、第三薄胶区均采用涂胶工艺，胶层厚度均为0.2mm；第一厚胶区、第二厚胶区、第三厚胶区均采用涂胶工艺，胶层厚度均为1mm；粗砂纸区的目数为80目；细砂纸区的目数为800目；倒刺区的倒刺长度为3mm；尼龙搭扣区采用GB/T23315-2009的尼龙搭扣钩面带。在上述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，在采样器采集星壤的过程中，2个冷推气瓶竖直向上喷气，对采样器施加向下反作用力，实现胶带的功能层与外部星表紧密接触，增加采样效率。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：(1)与现有地外天体采样技术相比，本专利技术采用胶带作为收集载体，通过粘取(或吸附)的方式对地外天体表层物质进行采集，具有反作用力小的特点；(2)本专利技术中胶带表面采用分区设计，不同区域实现不同的收集功能：若行星表面为松散的浮尘，可利用胶质区直接进行粘取收集；若行星表面为较小的风化层颗粒，可利用倒钩区对颗粒进行吸附收集；若行星表面为坚硬的岩石层，可在砂纸区对表层进行打磨后再采用胶质区进行粘取收集，可适应不同的采样对象；(3)本专利技术中双轮协同驱动，在不同的工作阶段实现胶带的往复、单向运动，可实现重复采样；(4)本专利技术采用胶带作为收集载体的同时也作为传递载体，通过胶带的不断运动将收集的样品带入收集卷中，胶带收集卷对采集的样品起到固定与密封的作用；(5)本专利技术中的胶带通过压紧导向机构实现接触面积及压强的调节，接触面积及压强可调提高了对采样对象的适应性。附图说明图1为本专利技术胶带吸附采样器整体示意图；图2为本专利技术压紧机构示意图；图3为本专利技术胶带分层示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步阐述。本专利技术克服现有技术的不足，提供了一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，采样器利用胶带粘取(或吸附)的方式将地外天体表层物质收纳到胶带卷中，进一步实现采集与收纳。采样器可以适应探测器附着与接触采样，具有采样时间短、星表适应性强、可重复采样，反作用力小的特点。本专利技术设计的胶带吸附采样器，如图1所示，具体包括支架1、发卷轮2、收卷轮3、胶带4、第一电机5、第二电机6、2个冷推气瓶7、压紧机构8和二维码识别器9；整个采样器的包络尺寸为：长312.5mm，宽90mm，高100mm。支架1作为胶带吸附采样器的整体框架支撑结构，支架1为水平放置的U形框架；压紧机构8设置在支架1上表面的中部，且压紧机构8竖直向下伸出支架1；二维码识别器9设置在支架1下表面的中部；2个冷推气瓶7对称设置在压紧机构8的两侧，且2个冷推气瓶7设置在支架1的上表面；发卷轮2和收卷轮3对称设置在支架1的上表面；且发卷轮2和收卷轮3位于2个冷推气瓶7的外侧；第一电机5与发卷轮2同轴对接，实现驱动发卷轮2转动；第二电机6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，其特征在于：包括支架(1)、发卷轮(2)、收卷轮(3)、胶带(4)、第一电机(5)、第二电机(6)、2个冷推气瓶(7)、压紧机构(8)和二维码识别器(9)；其中，支架(1)为水平放置的U形框架；压紧机构(8)设置在支架(1)上表面的中部，且压紧机构(8)竖直向下伸出支架(1)；二维码识别器(9)设置在支架(1)下表面的中部；2个冷推气瓶(7)对称设置在压紧机构(8)的两侧，且2个冷推气瓶(7)设置在支架(1)的上表面；发卷轮(2)和收卷轮(3)对称设置在支架(1)的上表面；且发卷轮(2)和收卷轮(3)位于2个冷推气瓶(7)的外侧；第一电机(5)与发卷轮(2)同轴对接，实现驱动发卷轮(2)转动；第二电机(6)与收卷轮(3)同轴对接，实现驱动收卷轮(3)转动；胶带(4)缠绕在发卷轮(2)上，胶带(4)的起始端绕过压紧机构(8)的底部后与收卷轮(3)固连；胶带(4)的终止端与发卷轮(2)固连。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，其特征在于：包括支架(1)、发卷轮(2)、收卷轮(3)、胶带(4)、第一电机(5)、第二电机(6)、2个冷推气瓶(7)、压紧机构(8)和二维码识别器(9)；其中，支架(1)为水平放置的U形框架；压紧机构(8)设置在支架(1)上表面的中部，且压紧机构(8)竖直向下伸出支架(1)；二维码识别器(9)设置在支架(1)下表面的中部；2个冷推气瓶(7)对称设置在压紧机构(8)的两侧，且2个冷推气瓶(7)设置在支架(1)的上表面；发卷轮(2)和收卷轮(3)对称设置在支架(1)的上表面；且发卷轮(2)和收卷轮(3)位于2个冷推气瓶(7)的外侧；第一电机(5)与发卷轮(2)同轴对接，实现驱动发卷轮(2)转动；第二电机(6)与收卷轮(3)同轴对接，实现驱动收卷轮(3)转动；胶带(4)缠绕在发卷轮(2)上，胶带(4)的起始端绕过压紧机构(8)的底部后与收卷轮(3)固连；胶带(4)的终止端与发卷轮(2)固连。


2.根据权利要求1所述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，其特征在于：所述压紧机构(8)包括固定杆(81)、中心轴(82)、2个支撑腿(83)、2个导向轮(84)和簧片(85)；其中，固定杆(81)为竖直放置的杆状结构；固定杆(81)的顶部与支架(1)固定连接；固定杆(81)的底部设置有中心轴(82)；2个支撑腿(83)的顶部均套装在中心轴(82)上；2个支撑腿(83)对称呈倒V形分布，实现2个支撑腿(83)绕中心轴(82)旋转；2个支撑腿(83)之间夹角处设置有簧片(85)，实现对2个支撑腿(83)相对位置的解锁和限位；每个支撑腿(83)的底部对应设置有1个导向轮(84)。


3.根据权利要求2所述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，其特征在于：所述胶带(4)的起始端绕过压紧机构(8)中的2个导向轮(84)后与收卷轮(3)固连；胶带(4)对应2个导向轮(84)位置的下表面实现对外部星表星壤的采集。


4.根据权利要求1-3之一所述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，其特征在于：所述胶带吸附采样器的工作过程为：
启动第二电机(6)带动收卷轮(3)逆时针转动，收卷轮(3)实现将缠绕在发卷轮(2)上的胶带(4)转移至缠绕在收卷轮(3)上，在胶带(4)的移动过程中，经过2个导向轮(84)下方的胶带(4)完成对外部星表的星壤采集。


5.根据权利要求4所述的一种适用于地外天体的胶带吸附采样器，其特征在于：当缠绕在发卷轮(2)上的胶带(4)全部转移至收卷轮(3)后，关闭第二电机(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦俊杰，殷参，张明，赵曾，孙启臣，易卓勋，高战蛟，刘晓庆，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11