本发明专利技术公开了一种用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，涉及固态样品及挥发物采样的技术领域，解决了目前的回转转进方案中，装置质量较大，单切削刃掘进速度缓慢，磨损程度高，作业时长久导致发热量较高，对月壤水冰对象的热扰动较大等问题，包括：双链锯切机构、驱动传动机构、机架壳体和支撑框架，双链锯切机构的第一链锯切机构和第二链锯切机构通过驱动传动机构驱动，双链锯切机构的每一个切削链节上均设有一个用于切削样品的切削刃和一个位于该切削刃的刀刃侧用于盛装并运送样品的容屑腔，第一链锯切机构和第二链锯切机构之间连接有浮动转轴，本发明专利技术实现切削、排屑、采样功能一体化，能够及时将热量带走，对月壤水冰对象的热扰动小。扰动小。扰动小。
【技术实现步骤摘要】
一种用于月壤水冰采集的线切掘进采样器
[0001]本专利技术涉及固态样品及挥发物采样的
，尤其涉及一种用于月壤水冰采集的线切掘进采样器。
技术介绍
[0002]随着航天技术的进步，为了实现月球资源的开发与利用，登上月球并进行月壤采集活动成为发展趋势，月壤采样需要克服月球上高真空、高温高、低温低、高低温温差大、月尘大、重力轻等问题情况下，对月球土壤进行原样采集，月壤中富含由太阳风粒子积累所形成的氢、氦、氖、氩、氮等元素。它们在被加热到700℃以上温度时，就可以全部释放出来。其中，氯－3气体是进行核聚变反应发电的高效燃料，在月壤中的资源总量可以达到100～500万吨。另据计算，从月壤中每提炼出1吨氯－3，从中还可以获得约6300吨氢气、700吨氮气和1600吨CO或CO2气体。月壤中还存在天然的铁、金、银、铅和锌、铜矿颗粒，以及由镉、锌、铁、锰和硫结合而成的硫镉矿以及地球上所没有的碘化铑。
[0003]实现月球水资源的原位利用对于未来月球基地的建立和持久运行具有重要意义。例如，原位获取的水冰经过处理，可以直接提供维持月球基地中人类生存所需的饮用水。同时，电解水产生的氧气，可用作月球基地中人类呼吸代谢的消耗品，而产生的氢气也可为火箭发动机提供无污染的燃烧剂。由于月球水冰主要的存在环境为极区的永久阴影区，永久阴影区的极低温与高真空等环境条件会显著影响水冰的物理化学性质，进而加大水冰开采的难度。目前针对月球极区水冰的研究主要集中在水冰的相变特征，尤其是升华特征。
[0004]传统回转转进方案选用储能冲击振动+回转切削的工作原理，驱动装置选用1个回转装置+1个进给装置+1个冲击装置工作原理，利用回转钻进切屑并设有排屑/采样路径用于样品运移，但是目前的回转转进方案中，切削、排屑和采样功能均单独设置，机械臂需要搭载孔内采样工具，整体装置质量较大，机械臂支撑力需求较高，单切削刃掘进速度缓慢，磨损程度高，作业时长久导致发热量较高，同时集成物性传感效果较差，排屑路径长，导致对月壤水冰对象的热扰动较大。
技术实现思路
[0005]针对上述产生的问题，本专利技术的目的在于提供一种用于月壤水冰采集的线切掘进采样器。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]一种用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，包括：双链锯切机构1、驱动传动机构2、机架壳体3和支撑框架14，所述双链锯切机构1和所述驱动传动机构2通过所述机架壳体3连接，所述驱动传动机构2的输出轴上安装有主动锥齿轮4，机架壳体3上相对的两个侧壁上分别安装有一个连接轴5，两个所述连接轴5同轴设置；
[0008]所述机架壳体3内设有第一从动锥齿轮9和第二从动锥齿轮11，所述第一从动锥齿轮9安装在其中一个连接轴5上，所述第二从动锥齿轮11安装在另一个连接轴5上，所述第一
从动锥齿轮9和所述第二从动锥齿轮11均与所述主动锥齿轮4相互啮合，所述第一从动锥齿轮9和所述第二从动锥齿轮11的转动方向相反；
[0009]所述双链锯切机构1包括：相互平行设置的第一链锯切机构6和第二链锯切机构7，所述第一链锯切机构6和所述第二链锯切机构7分别安装在支撑框架14的两侧，所述第一链锯切机构6包括：第一主动轮8、第一从动轮16和环绕所述第一主动轮8与所述第一从动轮16设置的第一链锯链条12，所述第一主动轮8同轴安装在所述第一从动锥齿轮9上，所述第一链锯链条12包括:若干第一切削链节和若干第一连接链节，任意相邻的两个第一切削链节通过一个第一连接链节连接；所述第二链锯切机构7包括：第二主动轮10、第二从动轮17和环绕所述第二主动轮10与所述第二从动轮17设置的第二链锯链条13，所述第二主动轮10同轴安装在所述第二从动锥齿轮11上，所述第二链锯链条13包括：若干第二切削链节和若干第二连接链节，任意相邻的两个第二切削链节通过一个第二连接链节连接；
[0010]所述支撑框架14上安装有用于输送样品的挥发物主管路20和浮动转轴15，所述挥发物主管路20设于所述第一链锯切机构6和所述第二链锯切机构7之间，所述第一从动轮16安装在浮动转轴15的一端，所述第二从动轮17安装在浮动转轴15的另一端；
[0011]每一个所述第一切削链节和每一个所述第二切削链节上均设有一个用于切削样品的切削刃21和一个位于该切削刃21的刀刃侧用于盛装并运送样品的容屑腔22。
[0012]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，所述支撑框架14上安装有采集装置23，所述采集装置23设于所述第一链锯链条12和所述第二链锯链条13切削位置的上方，挥发物主管路20的一端和采集装置23连接，挥发物主管路20的另一端和检测装置连接。
[0013]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，所述机架壳体3内安装有第一采样箱18，所述第一采样箱18设于所述第一链锯链条12竖直向下位移的一侧，所述第一采样箱18用于采集所述第一链锯切机构6运送的样品。
[0014]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，所述机架壳体3内安装有第二采样箱19，所述第二采样箱19设于所述第二链锯链条13竖直向下位移的一侧，所述第二采样箱19用于采集所述第二链锯切机构7运送的样品。
[0015]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，所述机架壳体3内安装有第一挥发物分管路24，第一挥发物分管路24的一端与所述第一采样箱18连通，第一挥发物分管路24的另一端和所述检测装置连接。
[0016]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，所述机架壳体3内安装有第二挥发物分管路，第二挥发物分管路的一端与所述第二采样箱19连通，第二挥发物分管路的另一端和所述检测装置连接。
[0017]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，所述支撑框架14上设有限位槽，所述浮动转轴15的侧壁上设有与所述限位槽相匹配的限位结构，所述限位结构和所述浮动转轴15之间还连接有限位弹簧。
[0018]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，还包括：多个热流组件25，所述支撑框架14上安装有多个所述热流组件25，所述支撑框架14靠近所述第一链锯链条12竖直向下位移的一侧的侧壁上安装有至少一个所述热流组件25，所述支撑框架14靠近所述第二链锯链条13竖直向下位移的一侧的侧壁上安装有至少一个所述热流组件25。
[0019]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，还包括：热电传感组件26，所
述热电传感组件26安装在所述支撑框架14上。
[0020]上述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其中，还包括：应力监测装置27，所述第一链锯切机构6和所述第二链锯切机构7上均安装有所述应力监测装置27。
[0021]本专利技术由于采用了上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
[0022](1)本专利技术中，用于月壤水冰采集的线切掘进采样器具有功能复用的优点，通过第一切削链节和第二切削链节实现切削、排屑、采样功能一体化设计，避免使用机械臂搭载本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其特征在于，包括：双链锯切机构(1)、驱动传动机构(2)、机架壳体(3)和支撑框架(14)，所述双链锯切机构(1)和所述驱动传动机构(2)通过所述机架壳体(3)连接，所述驱动传动机构(2)的输出轴上安装有主动锥齿轮(4)，机架壳体(3)上相对的两个侧壁上分别安装有一个连接轴(5)，两个所述连接轴(5)同轴设置；所述机架壳体(3)内设有第一从动锥齿轮(9)和第二从动锥齿轮(11)，所述第一从动锥齿轮(9)安装在其中一个连接轴(5)上，所述第二从动锥齿轮(11)安装在另一个连接轴(5)上，所述第一从动锥齿轮(9)和所述第二从动锥齿轮(11)均与所述主动锥齿轮(4)相互啮合，所述第一从动锥齿轮(9)和所述第二从动锥齿轮(11)的转动方向相反；所述双链锯切机构(1)包括：相互平行设置的第一链锯切机构(6)和第二链锯切机构(7)，所述第一链锯切机构(6)和所述第二链锯切机构(7)分别安装在支撑框架(14)的两侧，所述第一链锯切机构(6)包括：第一主动轮(8)、第一从动轮(16)和环绕所述第一主动轮(8)与所述第一从动轮(16)设置的第一链锯链条(12)，所述第一主动轮(8)同轴安装在所述第一从动锥齿轮(9)上，所述第一链锯链条(12)包括:若干第一切削链节和若干第一连接链节，任意相邻的两个第一切削链节通过一个第一连接链节连接；所述第二链锯切机构(7)包括：第二主动轮(10)、第二从动轮(17)和环绕所述第二主动轮(10)与所述第二从动轮(17)设置的第二链锯链条(13)，所述第二主动轮(10)同轴安装在所述第二从动锥齿轮(11)上，所述第二链锯链条(13)包括：若干第二切削链节和若干第二连接链节，任意相邻的两个第二切削链节通过一个第二连接链节连接；所述支撑框架(14)上安装有用于输送样品的挥发物主管路(20)和浮动转轴(15)，所述挥发物主管路(20)设于所述第一链锯切机构(6)和所述第二链锯切机构(7)之间，所述第一从动轮(16)安装在浮动转轴(15)的一端，所述第二从动轮(17)安装在浮动转轴(15)的另一端；每一个所述第一切削链节和每一个所述第二切削链节上均设有一个用于切削样品的切削刃(21)和一个位于该切削刃(21)的刀刃侧用于盛装并运送样品的容屑腔(22)。2.根据权利要求1所述的用于月壤水冰采集的线切掘进采样器，其特征在于，所述支撑框架(14)上安装有采集装置(23)，所述采集装置(23)设于...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜生元，张伟伟，苏小波，杨旭，刘伟，季节，唐钧跃，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：
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