[发明专利]一种具有铲取和筛选功能的采样工具

说明书

技术领域

本发明属于航天自动化工程领域，具体地说是一种可应用于空间、地面等多种环境的具有铲取和筛选功能的采样工具。

背景技术

随着航天飞机、宇宙飞船和空间站的建立，空间科学技术的研究越来越受到各国的重视。未来的空间探索将对大量的星球进行科学采样探测，以了解星球的物理、化学环境等信息。由于大部分星球距离地球较远，不适于宇航员直接登陆，并且星球表面环境条件恶劣，所以对星球表面物质的采集、回收等等工作必须充分利用空间机器人技术和与之相适应的遥操作等技术。

国内外一些研究机构已经对月球、火星等星球表面上的采样工具进行了相关的研究，如北京航空航天大学的丁希仑等人研制的多杆深层月壤采样器，能够实现月表下1.5米深处的钻探取样。国外一些专家对于星球探测样品采集进行过很多的研究，如美国Jet Propulsion Lab的Paul Backes等人提出了一种火星探测车采样方案，同样是来自Jet Propulsion Lab的Y.Bar-Cohen等人设计了一种名为USDC的采样器，日本的Takashi Kubota等人提出一种鼹鼠式深层采样机器人（Mole-Typed Deep Driller Robot），Suparna Mukherjee等人提出一种针对火星浅层采样的机构LSAS，J.L.Hill等人提出一种火星土壤采集机构LRFD，英国的Yang Gao等人提出一种可展开的树蜂产卵式采样器。

月球表面采样工具是月球登陆舱的一个重要组成部分，月球表面土壤、岩石样品的采集、回收以及初步封装等一系列的样品操作都需要通过采样工具来实现。所以未来在国内外的航天领域中用于星球表面的具有铲取和筛选功能的采样工具具有广阔的应用空间。

目前，各种采样器的研究都存在着某些不足，例如采样量小、所采样品不能保持原样、样品易遗失或者采样器只能进行一次采样等等。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种可应用于空间、地面等多种环境的具有铲取和筛选功能的采样工具。该采样工具能够实现通过一个电机控制两端舱门的开启与关闭，并能够保持运动过程中任意时间最多只有一端舱门处于打开状态，另一端舱门保持关闭状态。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明包括壳体、土壤铲取舱门、岩石铲取舱门、土壤铲取舱门传动机构、岩石铲取舱门传动机构及电机组件，其中土壤铲取舱门及岩石铲取舱门分别转动安装在壳体的两端，土壤铲取舱门所在端的壳体上设有铲齿；所述电机组件安装在壳体上，并通过土壤铲取舱门传动机构和岩石铲取舱门传动机构驱动土壤铲取舱门及岩石铲取舱门转动，所述土壤铲取舱门处于打开/关闭状态时，岩石铲取舱门处于关闭/打开状态；被铲取的土壤由土壤铲取舱门上的土壤入口舱门进入到壳体内的下腔中，初步固形的土壤通过岩石铲取舱门上的土壤出口舱门倒出壳体外回收；被铲取的土壤及岩石由岩石铲取舱门上的岩石入口舱门进入到壳体内的上腔中，并通过壳体上的筛孔实现土壤与岩石的分离，筛选后的样品通过土壤铲取舱门上的岩石出口舱门倒出壳体外回收。