專(zhuān)利名稱(chēng)：一種行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，適用于在月球等天體對(duì)土壤 進(jìn)行取樣后樣品的轉(zhuǎn)移及防塵密封。
背景技術(shù)：
隨著自動(dòng)控制和機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，人類(lèi)越來(lái)越多地利用機(jī)器人等自動(dòng)化設(shè) 備在深空天體中進(jìn)行行星的表面巖土采集，在作業(yè)環(huán)境惡劣、人跡難至的太空中，人們需要 小巧輕便、低功耗及可靠的機(jī)器設(shè)備完成各項(xiàng)任務(wù)。我國(guó)的嫦娥探月工程第二階段需要對(duì) 月壤進(jìn)行采樣分析，測(cè)定淺層月壤的氦3濃度。在取樣器取出月壤之后，需要通過(guò)一些方法 將采集到的月壤轉(zhuǎn)移至一容器，密封加熱后可揮發(fā)氣體通過(guò)管道傳送至氣體分析儀器進(jìn)行 分析。將行星土壤取樣器采集到的土壤轉(zhuǎn)移至容器密封這一過(guò)程需要復(fù)雜的機(jī)械裝置 來(lái)完成。目前國(guó)外轉(zhuǎn)移密封過(guò)程主要采用多連桿機(jī)械手臂轉(zhuǎn)移行星土壤至分析儀器，由分 析儀器進(jìn)行密封和分析，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)與密封機(jī)構(gòu)分離，增加了整體體積和重量，完成這一過(guò)程 需要兩套裝置協(xié)同工作，且無(wú)法保證密封口的防塵密封，增加了真空密封成本，而國(guó)內(nèi)尚未 有行星土壤轉(zhuǎn)移及密封裝置的公開(kāi)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種體積小、重量輕、驅(qū)動(dòng)電機(jī)少、可保證密封口防塵密封的行 星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置。它可以應(yīng)用于自動(dòng)化設(shè)備和機(jī)器人的取樣裝置中，尤其適用 于月球等天體表面已采集樣品的轉(zhuǎn)移與密封。本實(shí)用新型包括基板、土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)以及防塵密封機(jī)構(gòu)；前述土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)滑動(dòng)支架，安裝在基板背面的左、右兩側(cè)；導(dǎo)軌，設(shè)置在兩個(gè)滑動(dòng)支架之間；滑動(dòng)基板，安裝在導(dǎo)軌上并可沿導(dǎo)軌來(lái)回移動(dòng)；絲桿，位于滑動(dòng)支架之間，其一端與行程電機(jī)相連，另一端穿過(guò)滑動(dòng)基板；漏斗，位于基板的正面，通過(guò)滑動(dòng)橋與滑動(dòng)基板相連，并可隨著滑動(dòng)基板來(lái)回移 動(dòng)；漏斗內(nèi)設(shè)有翻板，其與穿出漏斗并穿過(guò)基板的轉(zhuǎn)軸固接；前述防塵密封機(jī)構(gòu)安裝在基板的正面，包括第二電機(jī)座，其上固定有壓緊電機(jī)和滑桿；施力桿，其兩端與滑桿滑動(dòng)連接，施力桿中間的螺紋桿與螺筒螺紋連接，螺筒與壓 緊電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連；第三電機(jī)座，其上安裝有與旋轉(zhuǎn)軸相連的壓緊電機(jī)；旋轉(zhuǎn)蓋，安裝在旋轉(zhuǎn)軸上并與其間隙配合，旋轉(zhuǎn)蓋的一端設(shè)有供土壤通過(guò)的開(kāi)口， 開(kāi)口外圍設(shè)有防塵圈，旋轉(zhuǎn)蓋另一端為密封蓋，密封蓋上設(shè)有傳力桿；[0017]杯座，安裝在防塵圈的下方，其上設(shè)置有密封杯，杯座、密封杯與壓緊電機(jī)的電機(jī) 軸以及螺筒位于同一條軸線(xiàn)上。為了保證漏斗內(nèi)的翻板在漏斗移動(dòng)過(guò)程中保持水平狀態(tài)，同時(shí)在翻板翻轉(zhuǎn)后能及 時(shí)的恢復(fù)水平狀態(tài)，上述土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)還包括翻板復(fù)位機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在觸發(fā)桿旁 邊靠近滑動(dòng)基板處的轉(zhuǎn)軸和滑動(dòng)橋之間的復(fù)位彈簧。為了防止密封前密封杯杯沿和旋轉(zhuǎn)蓋的密封蓋染塵影響密封效果，上述防塵密封 機(jī)構(gòu)還包括防塵蓋、防塵座、壓簧、支架，防塵蓋安裝在防塵座的一側(cè)，并與密封蓋的底部相 貼合；防塵座底部的支桿上套有壓簧，支桿的下端穿過(guò)支架。為保證電機(jī)的軸與旋轉(zhuǎn)軸之間保持較好地傳動(dòng)效率，同時(shí)也降低電機(jī)功耗，行程 電機(jī)與絲桿之間、壓緊電機(jī)與旋轉(zhuǎn)軸之間均通過(guò)聯(lián)軸器相連。旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)其鍵與旋轉(zhuǎn)蓋的鍵槽間隙配合，與防塵座的通孔同軸，底端通過(guò)軸承 固定在支架上，這樣旋轉(zhuǎn)蓋即能沿旋轉(zhuǎn)軸上下進(jìn)行一定的位移，又能隨旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)如下(1)結(jié)構(gòu)緊湊，使用體積小、重量輕、功率低的電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)行星土壤的轉(zhuǎn)移和密 封；(2)行星土壤由取樣器至密封杯的傳送僅需一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)即可完成；(3)采用防塵模式與入料模式的切換可實(shí)現(xiàn)密封口無(wú)塵密封，增加了真空密封的 可靠性和可實(shí)現(xiàn)性，減少了密封成本。

圖1是本實(shí)用新型之土壤轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1 A-A局部剖視圖。圖3是本實(shí)用新型之防塵密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖3的B-B局部剖視圖。圖5是圖的C-C局部剖視圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型包括基板1、主要安裝在基板1背面的土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)以及安裝在基板1 正面的防塵密封機(jī)構(gòu)三大部分。參見(jiàn)圖1和圖2，基板1背面的左、右兩側(cè)各安裝有一個(gè)滑動(dòng)支架2，上、下兩根導(dǎo) 軌4設(shè)置在兩個(gè)滑動(dòng)支架2之間。滑動(dòng)基板3套在導(dǎo)軌4上并可沿導(dǎo)軌4來(lái)回移動(dòng)。位于基板1反面左側(cè)滑動(dòng)支架的左邊設(shè)有第一電機(jī)座7，其上固定的行程電機(jī)8通 過(guò)聯(lián)軸器6與在滑動(dòng)支架2之間穿過(guò)滑動(dòng)基板3螺孔且與其配合的絲桿5同軸連接。位于基板1的正面的漏斗11通過(guò)滑動(dòng)橋9與滑動(dòng)基板3相連，并可隨著滑動(dòng)基板 3來(lái)回移動(dòng)；漏斗11內(nèi)設(shè)有翻板16，其中貫穿穿出漏斗11并穿過(guò)基板1的轉(zhuǎn)軸10。觸發(fā) 桿12位于轉(zhuǎn)軸10軸向中心位置，其水平桿頂部安裝觸發(fā)輪13。安裝在左側(cè)滑動(dòng)基座2上 的觸發(fā)臺(tái)15與觸發(fā)輪處于同一水平位置。設(shè)置在觸發(fā)桿旁邊靠近滑動(dòng)基板處的轉(zhuǎn)軸和滑動(dòng)橋之間的復(fù)位彈簧與滑動(dòng)橋以 及轉(zhuǎn)軸一起構(gòu)成一個(gè)翻板復(fù)位機(jī)構(gòu)。[0036]參見(jiàn)圖3，第二電機(jī)座18-1上安裝有壓緊電機(jī)17和滑桿18_2，施力桿20兩端與 兩根滑桿18-2間隙配合，中間與固定在壓緊電機(jī)17軸上的螺筒19螺紋配合。第三電機(jī)座 22上安裝有電機(jī)21，其轉(zhuǎn)軸通過(guò)聯(lián)軸器23與旋轉(zhuǎn)軸25相連。參見(jiàn)圖4和圖5，旋轉(zhuǎn)蓋沈中間部位的通孔沈-6與旋轉(zhuǎn)軸25的鍵25_1間隙配 合，旋轉(zhuǎn)蓋沈被旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中旋轉(zhuǎn)蓋沈可在旋轉(zhuǎn)軸25的軸向滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)蓋 26的一端設(shè)有供土壤通過(guò)的開(kāi)口沈-4，開(kāi)口外圍設(shè)有防塵圈沈-1，旋轉(zhuǎn)蓋沈另一端設(shè)有密 封蓋沈-2，密封蓋沈-2上設(shè)有傳力桿沈-3 ；杯座32、密封杯31與壓緊電機(jī)17的電機(jī)軸以及螺筒19位于同一條軸線(xiàn)上。防塵蓋27-1、防塵座27-2、壓簧觀(guān)、支架30，防塵蓋23_1安裝在防塵座27_2的一 側(cè)，并與密封蓋沈-2的底部相貼合；防塵座27-2底部的支桿四上套有壓簧觀(guān)，支桿四的 下端穿過(guò)支架30。通過(guò)支桿四上的壓簧28使旋轉(zhuǎn)蓋沈保持水平狀態(tài)，通過(guò)壓簧觀(guān)、和旋轉(zhuǎn)蓋沈重力的合力作用使旋轉(zhuǎn)蓋沈的密封蓋沈-2與防塵蓋27-1貼合，通 過(guò)防塵蓋27-2、密封杯31的支持力和旋轉(zhuǎn)蓋沈的重力作用，使旋轉(zhuǎn)蓋沈的防塵圈沈-1貼 合密封杯31杯沿，保證倒入土壤及密封過(guò)程中密封部位的潔凈無(wú)塵。本實(shí)用新型的工作原理是行程電機(jī)8轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)聯(lián)軸器6帶動(dòng)絲桿5轉(zhuǎn)動(dòng)，繼而驅(qū)動(dòng)與絲桿5配合的滑動(dòng) 基板3在導(dǎo)軌4上作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)漏斗11 一并作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。復(fù)位彈簧14使翻板16 在漏斗11到達(dá)密封杯31正上方前保持水平，防止土壤泄漏。當(dāng)漏斗11運(yùn)動(dòng)至密封杯31 正上方時(shí)，安裝在觸發(fā)桿12頂部的觸發(fā)輪13恰好遇到觸發(fā)臺(tái)15，轉(zhuǎn)軸10開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，使得在 漏斗11內(nèi)部一直保持水平位置的翻板16旋轉(zhuǎn)而傾覆，將之前取樣器采集的已灑落在翻板 16上的土壤從漏斗11中倒入密封杯31內(nèi)完成土壤的轉(zhuǎn)移。當(dāng)完成土壤從漏斗11倒入密封杯31這一過(guò)程后，第三電機(jī)座22上的電機(jī)21旋轉(zhuǎn) 帶動(dòng)聯(lián)軸器23繼而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸25旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸25通過(guò)其鍵25-1帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)蓋沈旋轉(zhuǎn)，散 落在旋轉(zhuǎn)蓋26的防塵圈沈-1邊沿上的土壤被一齊移走，這一過(guò)程中由于旋轉(zhuǎn)蓋沈的凸出 26-5與防塵座27-2的凹槽由初始的對(duì)齊隨著轉(zhuǎn)動(dòng)錯(cuò)開(kāi)，凸起沈_5不再恰處于防塵座27_2 凹槽，致使旋轉(zhuǎn)蓋26旋轉(zhuǎn)過(guò)程中被抬起，防止密封部件相互摩擦影響密封效果，旋轉(zhuǎn)蓋沈 旋轉(zhuǎn)180°后凸出沈-5又與防塵座27-2凹槽對(duì)齊，使密封蓋沈-2緊貼密封杯31沿，其密 封蓋沈-2到達(dá)密封杯31正上方，此時(shí)施力桿20與旋轉(zhuǎn)蓋沈上的傳力桿沈-3正好位于同 一條軸線(xiàn)上，然后壓緊電機(jī)17通電旋轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)螺筒19轉(zhuǎn)動(dòng)，與螺筒19配合的施力桿20 向下運(yùn)動(dòng)，使傳力桿26-3下壓完成密封。密封杯31內(nèi)的爐絲在密封后加熱，將可揮發(fā)氣體 通過(guò)連接開(kāi)口 33的導(dǎo)管導(dǎo)入氣體分析儀器分析。
權(quán)利要求1.一種行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于包括基板(1)、土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)以及 防塵密封機(jī)構(gòu)；前述土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)滑動(dòng)支架(2)，安裝在基板(1)背面的左、右兩側(cè)；導(dǎo)軌(4)，設(shè)置在兩個(gè)滑動(dòng)支架(2)之間；滑動(dòng)基板(3)，安裝在導(dǎo)軌(4)上并可沿導(dǎo)軌(4)來(lái)回移動(dòng)；絲桿(5)，位于滑動(dòng)支架(2)之間，其一端與行程電機(jī)(8)相連，另一端穿過(guò)滑動(dòng)基板(3)；漏斗(11)，位于基板(1)的正面，通過(guò)滑動(dòng)橋(9)與滑動(dòng)基板(3)相連，并可隨著滑動(dòng) 基板(3)來(lái)回移動(dòng)；漏斗(11)內(nèi)設(shè)有翻板(16)，其與穿出漏斗(11)并穿過(guò)基板(1)的轉(zhuǎn)軸 (10)固接；前述防塵密封機(jī)構(gòu)安裝在基板(1)的正面，包括第二電機(jī)座(18-1 )，其上固定有壓緊電機(jī)(17)和滑桿(18-2)；施力桿(20)，其兩端與滑桿(18-2)滑動(dòng)連接，施力桿(20)中間的螺紋桿與螺筒(19)螺 紋連接，螺筒(19)與壓緊電機(jī)(17)的轉(zhuǎn)軸相連；第三電機(jī)座(22)，其上安裝有與旋轉(zhuǎn)軸(25)相連的壓緊電機(jī)(21);旋轉(zhuǎn)蓋(26)，安裝在旋轉(zhuǎn)軸(25)上并與其間隙配合，旋轉(zhuǎn)蓋(26)的一端設(shè)有供土壤通 過(guò)的開(kāi)口(26-4)，開(kāi)口外圍設(shè)有防塵圈(26-1)，旋轉(zhuǎn)蓋(26)另一端為密封蓋(26-2)，密封 蓋(26-2)上設(shè)有傳力桿(26-3)；杯座(32)，安裝在防塵圈(26-1)的下方，其上設(shè)置有密封杯(31)，杯座(32)、密封杯 (31)與壓緊電機(jī)(17)的電機(jī)軸以及螺筒(19)位于同一條軸線(xiàn)上。
2.如權(quán)利要求1所述的行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于所述土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu) 還包括翻板復(fù)位機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)包括安裝在轉(zhuǎn)軸(10)上的觸發(fā)桿(12)，安裝在觸發(fā)桿(12)水 平桿頂端的觸發(fā)輪(13)，位于觸發(fā)桿(12)與滑動(dòng)基板(10)之間、兩端分別與轉(zhuǎn)軸(10)和滑 動(dòng)橋(9)連接的復(fù)位彈簧(14)以及安裝在左側(cè)滑動(dòng)支架(2)上、與觸發(fā)桿(12)的水平桿部 分齊平的觸發(fā)臺(tái)(15)。
3.如權(quán)利要求1所述的行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于所述防塵密封機(jī)構(gòu) 還包括防塵蓋(27-1)、防塵座(27-2)、壓簧(28)、支架(30)，防塵蓋(27-1)安裝在防塵座 (27-2)的一側(cè)，并與密封蓋(26-2)的底部相貼合；防塵座(27-2)底部的支桿(29)上套有 壓簧(28)，支桿(29)的下端穿過(guò)支架(30)。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于行程電機(jī) (8)安裝在固定在基板(1)的第一電機(jī)座(7)上，第一電機(jī)座(7)位于左側(cè)滑動(dòng)支架(2)的 左側(cè)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于行程電機(jī) (8)通過(guò)聯(lián)軸器(6)絲桿(5)相連。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于絲桿(5) 與滑動(dòng)基板(3)螺紋孔連接配合。
7.如權(quán)利要求1或2或3所述的行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于旋轉(zhuǎn)軸 (25)通過(guò)其鍵(25-1)與旋轉(zhuǎn)蓋(26)的通孔(26-6)間隙配合，與防塵座(27_2)的通孔同軸，底端通過(guò)軸承固定在支架(30)上。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，其特征在于壓緊電機(jī) (21)通過(guò)聯(lián)軸器(23)與旋轉(zhuǎn)軸(25)相連。
專(zhuān)利摘要一種行星土壤轉(zhuǎn)移及防塵密封裝置，由基板、土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)和防塵密封機(jī)構(gòu)組成。土壤轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在兩個(gè)滑動(dòng)支架之間導(dǎo)軌，可沿導(dǎo)軌來(lái)回移動(dòng)滑動(dòng)基板，一端與行程電機(jī)相連、另一端穿過(guò)滑動(dòng)基板的絲桿，可隨著滑動(dòng)基板來(lái)回移動(dòng)的內(nèi)設(shè)翻板的漏斗；前述防塵密封機(jī)構(gòu)包括固定有壓緊電機(jī)和滑桿第二電機(jī)座，兩端與滑桿滑動(dòng)連接的施力桿，安裝有與旋轉(zhuǎn)軸相連的壓緊電機(jī)的第三電機(jī)座，安裝在旋轉(zhuǎn)軸上并與其間隙配合的旋轉(zhuǎn)蓋，旋轉(zhuǎn)蓋的一端設(shè)有供土壤通過(guò)的開(kāi)口，另一端為密封蓋，密封蓋上設(shè)有傳力桿，以及安裝在防塵圈的下方的密封杯及杯座。本實(shí)用新型通過(guò)轉(zhuǎn)移觸發(fā)機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)具有體積小，重量輕、功耗低、所需電機(jī)少和防塵密封的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N35/02GK201909791SQ20102069052
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者凌云, 盧偉, 宋愛(ài)國(guó) 申請(qǐng)人:東南大學(xué)