[发明专利]一种腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器

权利要求书

1.一种腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，包括：探测器本体(1)、返回器(2)、姿控发动机(4)、机械臂(5)和附着取样器(6)；

所述探测器本体(1)外表面上均布两个以上相同的机械臂(5)，每个机械臂(5)一端与探测器本体(1)固连，另一端安装有附着取样器(6)，附着取样器(6)能够在机械臂(5)的驱动下进行附着和取样，且取样状态下附着取样器(6)的底部能够附着在小天体表面；所述探测器本体(1)的底部朝向小天体表面，顶部安装有返回器(2)，用于收集附着取样器(6)取样的样品；所述探测器本体(1)的外表面上均匀布置有一对以上姿控发动机(4)，用于对探测器本体(1)施加力或力矩，进而控制探测器本体(1)的姿态。

2.如权利要求1所述的腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，还包括：太阳翼3，所述探测器本体(1)两相对侧布置有太阳翼(3)，用于展开时吸收光能。

3.如权利要求1所述的腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，所述附着取样器(6)包括：样品封装容器(6-1)、足垫(6-2)、取样电机(6-3)、毛刷(6-4)、砂轮(6-5)、破岩杆(6-6)、破岩器进给丝杠(6-7)、破岩器进给螺母(6-8)、破岩器(6-9)、破岩器进给电机(6-10)、壳体(6-11)、取样进给电机(6-12)、磨削进给丝杠(6-13)和磨削进给螺母(6-14)；

所述样品封装容器(6-1)为圆环状空腔结构，其卡套在足垫(6-2)的外表面上，样品封装容器(6-1)的内圆周面上设有样品收集口(6-1-1)，用于收集样品；壳体(6-11)与足垫(6-2)固定并连通，破岩器进给电机(6-10)和取样进给电机(6-12)的外壳分别固定在壳体(6-11)的内壁面上；破岩器进给丝杠(6-7)固定在破岩器进给电机(6-10)的输出端，破岩器(6-9)通过破岩器进给螺母(6-8)与破岩器进给丝杠(6-7)形成丝杠螺母副，破岩器(6-9)端部安装有破岩杆(6-6)，其作为钻头，朝向小天体表面，能够在破岩器进给电机(6-10)的驱动下，随着破岩器(6-9)向小天体内部钻进；磨削进给丝杠(6-13)固定在取样进给电机(6-12)的输出端，磨削进给丝杠(6-13)和磨削进给螺母(6-14)之间为丝杠螺母副配合，磨削进给螺母(6-14)通过支架与取样电机(6-3)的外壳固定连接，砂轮(6-5)安装在取样电机(6-3)的输出端，毛刷(6-4)固定于砂轮(6-5)的外圆周面上，取样进给电机(6-12)动作能够驱动取样电机(6-3)向小天体表面进给运动，并带动砂轮(6-5)和毛刷(6-4)随之向小天体表面进给运动；取样电机(6-3)动作能够驱动毛刷(6-4)与砂轮(6-5)一起转动。

4.如权利要求3所述的腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，所述样品封装容器(6-1)底部外圆周面上设有外翻边，用于与返回器(2)配合，以使样品封装容器(6-1)与足垫(6-2)单向脱离。

5.如权利要求4所述的腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，所述返回器(2)包括：上盖和返回器壳体，返回器壳体一端开口，上盖设置在返回器壳体开口端。

6.如权利要求5所述的腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，所述返回器壳体中设置有：支柱(2-1)、恢复弹簧(2-2)和挂钩(2-3)；

两个以上支柱(2-1)的一端固定在返回器壳体的内底面上，另一端分别与挂钩(2-3)的一端铰接，挂钩(2-3)的另一端通过恢复弹簧(2-2)固定在对应支柱(2-1)的中部；返回器壳体的内底面上设置有能够与样品封装容器(6-1)的底部相配合的凹槽，凹槽位于两个以上支柱(2-1)之间，当附着取样器(6)在机械臂(5)的驱动下送入返回器壳体中时，样品封装容器(6-1)能够从两个以上挂钩(2-3)之间压入凹槽中，且其底部的外翻边能够被挂钩(2-3)卡住，从而使足垫(6-2)与样品封装容器(6-1)分离。

7.如权利要求3所述的腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，所述样品封装容器(6-1)内部设置有柔性防反弹材料。

8.如权利要求1所述的腿臂复用式小天体附着取样一体化探测器，其特征在于，所述机械臂(5)的个数为四个，每个机械臂(5)为四自由度机械臂，通过四个机械臂(5)的协调既能够实现探测器本体(1)的姿态调节，又能够实现夹持固定，同时，能够在小天体表面爬行，实现换点探测。