【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，屬于航空航天。
技術(shù)介紹
1、隨著人類對(duì)外層空間的探索不斷深入，行星探測(cè)任務(wù)的重要性日益凸顯。然而，隨著太空探索的推進(jìn)，人類也面臨著對(duì)外層空間環(huán)境的保護(hù)和維護(hù)的重大責(zé)任。特別是在對(duì)如火星等行星的探索中，保護(hù)目標(biāo)行星的生態(tài)環(huán)境和確保探測(cè)器科學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效性變得尤為重要。
2、在行星探測(cè)任務(wù)中，取樣機(jī)械臂等取樣功能關(guān)鍵產(chǎn)品(取樣器)被廣泛用于采集土壤、巖石等樣本，以便地球上的科學(xué)家們進(jìn)行分析和研究。然而，這些取樣器在地球上的總裝集成測(cè)試過(guò)程中很容易受到地球上存在的各種微生物的污染。如果這些取樣器在被運(yùn)送到被探測(cè)行星之前不受到有效的保護(hù)，它們可能會(huì)帶入地球上的微生物，從而污染目標(biāo)行星的生態(tài)環(huán)境，并且可能會(huì)影響到采集的樣本的準(zhǔn)確性和可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，用于防護(hù)行星探測(cè)中的微生物污染。
2、本專利技術(shù)提供的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，采用了高溫耐受材料，并具備自動(dòng)張開(kāi)、閉合和密封鎖緊的功能。在行星探測(cè)機(jī)器上安裝此保護(hù)裝置，可以有效地將機(jī)械臂在地球上的污染與外部環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)，防止其污染火星的生態(tài)環(huán)境和影響科學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
3、本專利技術(shù)的行星保護(hù)裝置不僅僅是一種技術(shù)創(chuàng)新，更是對(duì)外層空間環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)貢獻(xiàn)。它為人類深空探測(cè)任務(wù)的成功實(shí)施提供了重要的技術(shù)支持，有望推動(dòng)人類對(duì)外層空間的探索事業(yè)取得更加顯著的成就
4、本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：
5、一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，包括底框、開(kāi)合裝置、鎖緊裝置和防護(hù)膜，底框安裝于探測(cè)器基板上；開(kāi)合裝置包括開(kāi)合框、聯(lián)動(dòng)連桿、橫向連桿和傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接于底框，兩個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿為一組，每一組的兩個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿的同一端通過(guò)橫向連桿連接，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸穿過(guò)多個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿并與開(kāi)合框固定連接；防護(hù)膜一端連接于底框的一側(cè)，另一端與開(kāi)合框連接，防護(hù)膜中部依次與多個(gè)橫向連桿和聯(lián)動(dòng)連桿連接；底框的一側(cè)設(shè)置有潔凈氣體進(jìn)氣口和密封航空插頭接口，潔凈氣體進(jìn)氣口設(shè)置單向閥，密封航空插頭接口用于與安裝在底框上的取樣器電氣連接；底框和開(kāi)合框之間設(shè)置多組壓緊鎖扣，以在開(kāi)合框閉合狀態(tài)時(shí)通過(guò)壓緊鎖扣將底框與開(kāi)合框之間鎖緊，開(kāi)合框與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有軸向密封鎖扣，以將開(kāi)合框與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸之間的間隙密封；鎖緊裝置與壓緊鎖扣和軸向密封鎖扣連接，用于控制壓緊鎖扣和軸向密封鎖扣的鎖緊和打開(kāi)。
6、任意相鄰的兩個(gè)所述聯(lián)動(dòng)連桿之間或者開(kāi)合框與相鄰的聯(lián)動(dòng)連桿之間通過(guò)牽引齒與牽引槽實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；相鄰的兩個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿或者相鄰的開(kāi)合框與聯(lián)動(dòng)連桿分別為桿a和桿b，桿a朝向桿b的一側(cè)開(kāi)設(shè)有牽引槽，牽引槽包括與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸穿過(guò)的孔同軸的環(huán)形槽和位于環(huán)形槽邊緣的弧形槽，桿b朝向桿a的一側(cè)設(shè)有牽引齒，牽引齒包括環(huán)形部和連接于環(huán)形部外側(cè)的凸起，環(huán)形部與環(huán)形槽配合，凸起位于弧形槽內(nèi)，沿著環(huán)形槽的周向方向上弧形槽的寬度大于凸起的寬度。
7、所述開(kāi)合框與底框接觸的表面設(shè)置有密封橡膠圈，底框與開(kāi)合框配合的表面布置有密封橡膠墊，密封橡膠墊表面帶有溝槽，溝槽的形狀尺寸與密封橡膠圈對(duì)應(yīng)。
8、所述壓緊鎖扣包括壓緊鎖扣基座、下鎖扣和上鎖扣，壓緊鎖扣基座安裝在底框上，上鎖扣安裝在開(kāi)合框上，壓緊鎖扣基座開(kāi)設(shè)有滑槽，下鎖扣一端位于滑槽內(nèi)并沿著滑槽的方向與壓緊鎖扣基座滑動(dòng)連接，下鎖扣另一端橫向彎折形成下鎖緊部，上鎖扣向朝向底框的一端向與下鎖緊部相對(duì)的方向彎折形成上鎖緊部，當(dāng)開(kāi)合框與底框接觸而閉合時(shí)，下鎖緊部位于上鎖緊部的上方；上鎖緊部與下鎖緊部配合的端部為圓弧形，以在下鎖扣向鎖緊方向移動(dòng)時(shí)通過(guò)圓弧形的接觸面配合將上鎖扣向下壓，上鎖扣運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與之固定的開(kāi)合框下壓，實(shí)現(xiàn)開(kāi)合框壓緊動(dòng)作；鎖緊裝置驅(qū)動(dòng)下鎖扣移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)與上鎖扣的鎖緊和打開(kāi)。
9、所述壓緊鎖扣還包括滑動(dòng)軸、限位彈簧和限位凸臺(tái)，滑動(dòng)軸的兩端均固定連接于滑槽內(nèi)，滑動(dòng)軸穿過(guò)下鎖扣位于滑槽內(nèi)的端部并與下鎖扣滑動(dòng)連接，限位彈簧套設(shè)于滑動(dòng)軸外側(cè)，并位于下鎖扣朝向上鎖扣的一側(cè)，下鎖扣移動(dòng)時(shí)逐漸壓縮限位彈簧的方向?yàn)殒i緊方向；限位凸臺(tái)固定連接于壓緊鎖扣基座上，當(dāng)開(kāi)合框與底框接觸而閉合時(shí)，限位凸臺(tái)位于上鎖扣背離下鎖扣的一側(cè)。
10、所述軸向密封鎖扣包括軸向鎖扣基座、軸向鎖扣滑塊和軸向密封端蓋，軸向鎖扣基座固定連接于底框，軸向鎖扣基座背離底框的一側(cè)開(kāi)設(shè)有凹槽，軸向鎖扣滑塊的一端位于凹槽內(nèi)并沿著凹槽長(zhǎng)度方向與軸向鎖扣基座滑動(dòng)連接；傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接于軸向鎖扣基座，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸一端穿過(guò)多個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿和開(kāi)合框并與軸向密封端蓋固定連接、另一端設(shè)置大直徑端作為被驅(qū)動(dòng)端，大直徑端與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸之間形成臺(tái)階面，臺(tái)階面的邊緣與大直徑端的外周面之間為圓弧形過(guò)渡；
11、軸向鎖扣滑塊逐漸靠近傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸軸線的方向?yàn)殒i緊方向，鎖緊裝置驅(qū)動(dòng)軸向鎖扣滑塊向靠近或者遠(yuǎn)離傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸軸線方向移動(dòng)。
12、所述軸向密封鎖扣還包括軸向密封橡膠，軸向密封橡膠設(shè)置于軸向密封端蓋朝向開(kāi)合框的一側(cè)，軸向密封橡膠為多個(gè)依次套接的閉合圈，且傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸的端部位于最小的閉合圈內(nèi)部。
13、所述鎖緊裝置包括鋼絲繩、滑輪、鎖緊器以及松弛器，鎖緊器固定連接于底框一端并位于傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸背離壓緊鎖扣的一側(cè)，松弛器固定連接于底框另一端并位于傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸背離壓緊鎖扣的一側(cè)，滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)連接于底框上且開(kāi)合框閉合狀態(tài)下與底框接觸的一側(cè)，鋼絲繩的一端連接于鎖緊器，鋼絲繩的中部繞過(guò)滑輪并串聯(lián)壓緊鎖扣和軸向密封鎖扣，鋼絲繩的另一端連接于松弛器；鎖緊器用于驅(qū)動(dòng)鋼絲繩向一個(gè)方向繞卷，進(jìn)而鋼絲繩驅(qū)動(dòng)連接的壓緊鎖扣和軸向密封鎖扣鎖緊；松弛器用于驅(qū)動(dòng)鋼絲繩反方向繞卷，進(jìn)而鋼絲繩驅(qū)動(dòng)連接的壓緊鎖扣和軸向密封鎖扣打開(kāi)。
14、所述鎖緊器包括鎖緊驅(qū)動(dòng)電機(jī)、棘輪鎖緊器、鎖緊器繞線輪和電動(dòng)伸縮桿，鎖緊驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接于底框并位于傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸背離壓緊鎖扣的一側(cè)，鎖緊驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與鎖緊器繞線輪連接，鋼絲繩與鎖緊器繞線輪固定，棘輪鎖緊器包括棘輪，棘輪同軸固定于鎖緊器繞線輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸外，電動(dòng)伸縮桿固定連接于底框，電動(dòng)伸縮桿與棘輪配合，電動(dòng)伸縮桿伸長(zhǎng)，棘輪被鎖定，鎖緊器繞線輪只能向繞線方向轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)壓緊鎖扣和軸向密封鎖扣被鎖緊，電動(dòng)伸縮桿縮回，棘輪被釋放，鎖緊器繞線輪可以向繞線方向的反向轉(zhuǎn)動(dòng)。
15、所述松弛器包括松弛驅(qū)動(dòng)電機(jī)和松弛器繞線輪，松弛驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定連接于底框，松弛驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與松弛器繞線輪連接，鋼絲繩的一端固定連接于松弛器繞線輪。
16、綜上所述，本申請(qǐng)至少包括以下有益技術(shù)效果：
17、a使用該裝置，可以根據(jù)取樣器外形，定制形成空間上契合的閉合防護(hù)腔體，便于在航天器外表面安裝，而不影響其他設(shè)備正常工作；
18、b該裝置具有良好氣密性并可監(jiān)測(cè)氣壓，可以實(shí)現(xiàn)腔體長(zhǎng)時(shí)間的正壓，確保外界微生物不會(huì)進(jìn)入，從而減少微生物污染；
19、c該裝置采用高溫耐受材料透明防護(hù)膜，實(shí)現(xiàn)取樣器被防護(hù)期間的可視性，并可在密閉狀態(tài)進(jìn)行紫外、高本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：包括底框(1)、開(kāi)合裝置(2)、鎖緊裝置(3)和防護(hù)膜(4)，底框(1)安裝于探測(cè)器基板(5)上；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：任意相鄰的兩個(gè)所述聯(lián)動(dòng)連桿(23)之間或者開(kāi)合框(22)與相鄰的聯(lián)動(dòng)連桿(23)之間通過(guò)牽引齒與牽引槽實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；相鄰的兩個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿(23)或者相鄰的開(kāi)合框(22)與聯(lián)動(dòng)連桿(23)分別為桿A和桿B，桿A朝向桿B的一側(cè)開(kāi)設(shè)有牽引槽，牽引槽包括與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)穿過(guò)的孔同軸的環(huán)形槽和位于環(huán)形槽邊緣的弧形槽，桿B朝向桿A的一側(cè)設(shè)有牽引齒，牽引齒包括環(huán)形部和連接于環(huán)形部外側(cè)的凸起，環(huán)形部與環(huán)形槽配合，凸起位于弧形槽內(nèi)，沿著環(huán)形槽的周向方向上弧形槽的寬度大于凸起的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述開(kāi)合框(22)與底框(1)接觸的表面設(shè)置有密封橡膠圈，底框(1)與開(kāi)合框(22)配合的表面布置有密封橡膠墊(14)，密封橡膠墊(14)表面帶有溝槽，溝槽的形狀尺寸與密封橡膠圈對(duì)應(yīng)。
4.
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述壓緊鎖扣(35)還包括滑動(dòng)軸(352)、限位彈簧(354)和限位凸臺(tái)(356)，滑動(dòng)軸(352)的兩端均固定連接于滑槽內(nèi)，滑動(dòng)軸(352)穿過(guò)下鎖扣(353)位于滑槽內(nèi)的端部并與下鎖扣(353)滑動(dòng)連接，限位彈簧(354)套設(shè)于滑動(dòng)軸(352)外側(cè)，并位于下鎖扣(353)朝向上鎖扣(355)的一側(cè)，下鎖扣(353)移動(dòng)時(shí)逐漸壓縮限位彈簧(354)的方向?yàn)殒i緊方向；限位凸臺(tái)(356)固定連接于壓緊鎖扣基座(351)上，當(dāng)開(kāi)合框(22)與底框接觸而閉合時(shí)，限位凸臺(tái)(356)位于上鎖扣(355)背離下鎖扣(353)的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述軸向密封鎖扣(33)包括軸向鎖扣基座(331)、軸向鎖扣滑塊(333)和軸向密封端蓋(335)，軸向鎖扣基座(331)固定連接于底框(1)，軸向鎖扣基座(331)背離底框(1)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有凹槽，軸向鎖扣滑塊(333)的一端位于凹槽內(nèi)并沿著凹槽長(zhǎng)度方向與軸向鎖扣基座(331)滑動(dòng)連接；傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于軸向鎖扣基座(331)，傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)一端穿過(guò)多個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿(23)和開(kāi)合框(22)并與軸向密封端蓋(335)固定連接、另一端設(shè)置大直徑端作為被驅(qū)動(dòng)端，大直徑端與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)之間形成臺(tái)階面，臺(tái)階面的邊緣與大直徑端的外周面之間為圓弧形過(guò)渡；
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述軸向密封鎖扣(33)還包括軸向密封橡膠(334)，軸向密封橡膠(334)設(shè)置于軸向密封端蓋(335)朝向開(kāi)合框(22)的一側(cè)，軸向密封橡膠(334)為多個(gè)依次套接的閉合圈，且傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)的端部位于最小的閉合圈內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述鎖緊裝置(3)包括鋼絲繩(36)、滑輪(34)、鎖緊器(32)以及松弛器(31)，鎖緊器(32)固定連接于底框(1)一端并位于傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)背離壓緊鎖扣(35)的一側(cè)，松弛器(31)固定連接于底框(1)另一端并位于傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)背離壓緊鎖扣(35)的一側(cè)，滑輪(34)轉(zhuǎn)動(dòng)連接于底框(1)上且開(kāi)合框(22)閉合狀態(tài)下與底框(1)接觸的一側(cè)，鋼絲繩(36)的一端連接于鎖緊器(32)，鋼絲繩(36)的中部繞過(guò)滑輪(34)并串聯(lián)壓緊鎖扣(35)和軸向密封鎖扣(33)，鋼絲繩(36)的另一端連接于松弛器(31)；鎖緊器(32)用于驅(qū)動(dòng)鋼絲繩(36)向一個(gè)方向繞卷，進(jìn)而鋼絲繩(36)驅(qū)動(dòng)連接的壓緊鎖扣(35)和軸向密封鎖扣(33)鎖緊；松弛器(31)用于驅(qū)動(dòng)鋼絲繩(36)反方向繞卷，進(jìn)而鋼絲繩(36)驅(qū)動(dòng)連接的壓緊鎖扣(35)和軸向密封鎖扣(33)打開(kāi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種行星探...
【技術(shù)特征摘要】
1.一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：包括底框(1)、開(kāi)合裝置(2)、鎖緊裝置(3)和防護(hù)膜(4)，底框(1)安裝于探測(cè)器基板(5)上；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：任意相鄰的兩個(gè)所述聯(lián)動(dòng)連桿(23)之間或者開(kāi)合框(22)與相鄰的聯(lián)動(dòng)連桿(23)之間通過(guò)牽引齒與牽引槽實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)；相鄰的兩個(gè)聯(lián)動(dòng)連桿(23)或者相鄰的開(kāi)合框(22)與聯(lián)動(dòng)連桿(23)分別為桿a和桿b，桿a朝向桿b的一側(cè)開(kāi)設(shè)有牽引槽，牽引槽包括與傳動(dòng)轉(zhuǎn)軸(25)穿過(guò)的孔同軸的環(huán)形槽和位于環(huán)形槽邊緣的弧形槽，桿b朝向桿a的一側(cè)設(shè)有牽引齒，牽引齒包括環(huán)形部和連接于環(huán)形部外側(cè)的凸起，環(huán)形部與環(huán)形槽配合，凸起位于弧形槽內(nèi)，沿著環(huán)形槽的周向方向上弧形槽的寬度大于凸起的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述開(kāi)合框(22)與底框(1)接觸的表面設(shè)置有密封橡膠圈，底框(1)與開(kāi)合框(22)配合的表面布置有密封橡膠墊(14)，密封橡膠墊(14)表面帶有溝槽，溝槽的形狀尺寸與密封橡膠圈對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述壓緊鎖扣(35)包括壓緊鎖扣基座(351)、下鎖扣(353)和上鎖扣(355)，壓緊鎖扣基座(351)安裝在底框(1)上，上鎖扣(355)安裝在開(kāi)合框(22)上，壓緊鎖扣基座(351)開(kāi)設(shè)有滑槽，下鎖扣(353)一端位于滑槽內(nèi)并沿著滑槽的方向與壓緊鎖扣基座(351)滑動(dòng)連接，下鎖扣(353)另一端橫向彎折形成下鎖緊部，上鎖扣(355)向朝向底框(1)的一端向與下鎖緊部相對(duì)的方向彎折形成上鎖緊部，當(dāng)開(kāi)合框(22)與底框接觸而閉合時(shí)，下鎖緊部位于上鎖緊部的上方；
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述壓緊鎖扣(35)還包括滑動(dòng)軸(352)、限位彈簧(354)和限位凸臺(tái)(356)，滑動(dòng)軸(352)的兩端均固定連接于滑槽內(nèi)，滑動(dòng)軸(352)穿過(guò)下鎖扣(353)位于滑槽內(nèi)的端部并與下鎖扣(353)滑動(dòng)連接，限位彈簧(354)套設(shè)于滑動(dòng)軸(352)外側(cè)，并位于下鎖扣(353)朝向上鎖扣(355)的一側(cè)，下鎖扣(353)移動(dòng)時(shí)逐漸壓縮限位彈簧(354)的方向?yàn)殒i緊方向；限位凸臺(tái)(356)固定連接于壓緊鎖扣基座(351)上，當(dāng)開(kāi)合框(22)與底框接觸而閉合時(shí)，限位凸臺(tái)(356)位于上鎖扣(355)背離下鎖扣(353)的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種行星探測(cè)取樣器微生物污染防護(hù)裝置，其特征在于：所述軸向密封鎖扣(33)包括軸向鎖扣基座(331)、軸向鎖扣滑塊(333)和軸向密封端蓋(335)，軸向鎖扣基座(331)固定連接于底框(1)，軸向鎖扣基座(331)背離底框(1)的一側(cè)開(kāi)設(shè)有凹槽，軸向鎖扣滑塊(333)的一端位于凹槽內(nèi)并沿著凹槽長(zhǎng)度方向與軸向鎖扣基座(331)滑動(dòng)連...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱位，魏煜東，佟斌，張旺軍，徐侃彥，張旭輝，賴松柏，邢立坤，董千碩，姜銘巍，陳澤明，李昕源，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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