一种便于低重力传送的月壤样品容器构型制造技术

一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，包括月壤样品容器构型(6)、弱导向装置(5)、密封容器(7)；月壤样品容器构型(6)为薄壁圆环筒型构型，外壁设有导向锥段，内壁设有内壁导向配合段(4)，弱导向装置(5)、密封容器(7)均安装于固定结构上，月壤样品容器(6)可沿弱导向装置(5)、密封容器(7)的公共轴线向下传送。

A lunar soil sample container configuration suitable for low gravity transmission

A kind of lunar soil sample container configuration for low gravity transport, including the configuration of lunar soil sample container (6), weak guide device (5) and sealed container (7); the configuration of the lunar soil sample container (6) is a thin-walled circular cylinder configuration, the outer wall has a guiding cone section, the inner wall has a inner wall guiding coordination segment (4), the weak guide device (5), and the sealed container (7) equal. Mounted on a fixed structure, the lunar soil sample container (6) can be transmitted downwards along the common axis of the weak steering device (5) and the sealed container (7).

【技术实现步骤摘要】
一种便于低重力传送的月壤样品容器构型
本专利技术涉及一种便于低重力传送的月壤样品容器构型。
技术介绍
我国探月三期工程规划的科学目标是获取月球样品并返回地球。按照任务规划，钻进获得的月壤样品首先封装在月壤样品容器内，封装完毕后，月壤样品容器与样品获取机构分离，传送至位于其正下方的密封容器中。由于月壤样品容器能否可靠传送入密封容器中关系到月球取样任务的成败，是系统单点失效环节，且月球表面为低重力环境，因此，月壤样品容器的构型必须便于容器在低重力场下完成样品传送。在与样品获取机构分离前，月壤样品容器的轴线与位于其下部的密封容器的轴线存在一定的位置偏差，因此，不能通过设置精确导向装置的方法将月壤样品容器精确传送至密封容器中，而是需要采取弱导向约束的方式使月壤样品容器完成传送，这就要求月壤样品容器的构型在传送过程中能够自适应轴线偏差带来的干扰，可靠地传送至密封容器中；月壤样品容器的构型还必须保证足够的容积以盛装月壤样品，且必须保证月壤的可靠封装，传送过程中月壤样品不外漏；月壤样品容器直接暴露在空间环境中，对耐高低温、抗辐照等性能要求苛刻；探月三期工程首次开展月球取样返回任务，无类似产品可借鉴。综上，针对月球取样返回这一全新任务，用于盛装月壤的样品容器无成熟设计产品可借鉴，需设计新的月壤样品容器以完成低重力下的月壤样品传送动作。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，通过在圆环筒型月壤样品容器外壁的适当部位设置三级导向锥段、内壁设置导向配合段，解决了在低重力条件下便于传送的、且具有较强适应性的月壤样品容器的构型设计难题，外壁处的导向锥段以及内壁处的导向配合段尺寸等导向特性可设计，可适用于不同的传送工况。本专利技术的技术解决方案是：一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，其特征在于包括月壤样品容器构型、弱导向装置、密封容器；月壤样品容器构型为薄壁圆环筒型构型，外壁设有导向锥段，内壁设有内壁导向配合段，弱导向装置、密封容器均安装于固定结构上，月壤样品容器可沿弱导向装置、密封容器的公共轴线向下传送。所述的月壤样品容器构型包括外壁一级导向锥、外壁二级导向锥、外壁三级导向锥，在传送过程中一级导向锥段保证月壤样品容器下端可靠进入密封容器内，二级导向锥段使月壤样品容器自动调整姿态角的功能，三级导向锥段使传送到位时月壤样品容器的轴线与密封容器轴线重合。所述的外壁一级导向锥锥角范围在70°～84°之间，外壁二级导向锥角度范围在40°～66°之间，外壁三级导向锥角度范围在4°～10°之间。所述的弱导向装置为圆柱结构，外壁设有润滑层，润滑层材料为二硫化钼。所述的弱导向装置的直径为内壁导向配合段直径的99％，内壁导向配合段与弱导向装置采用大间隙配合。所述的月壤样品容器表面有涂层，涂层的吸收率不大于0.5，发射率不低于0.7。所述的一级导向锥段在传送过程中先与密封容器的环形口接触，接触过程调整月壤样品容器姿态，当一级导向锥段完全进入密封容器内部后，二级导向锥段与密封容器的环形口接触，再次调整月壤样品容器姿态，使月壤样品容器的轴线向密封容器的轴线趋近，当二级导向锥段完全进入密封容器内部后，三级导向锥段与密封容器的环形口接触，接触过程对月壤样品容器运动轨迹进行精确导向，使月壤样品容器的轴线与密封容器的轴线趋于同轴，内壁导向配合段与弱导向装置分离，最终月壤样品容器的轴线基本与密封容器的轴线重合。本专利技术与现有技术相比的优点在于：本专利技术根据月壤样品传送工况特点，创新性地提出了外壁三级导向与内壁弱导向相结合的传送导向模式，从而设计出该构型的月壤样品容器，该容器构型能够较好地解决传送前月壤样品容器的轴线与位于其下部的密封容器的轴线存在位置偏差的问题，能够将月壤样品可靠送入密封容器内部。月壤样品容器外壁上的三级导向锥段，能在传送过程中逐级地对月壤样品容器进行导向，通过第三级较长的导向锥段，使月壤样品容器的轴线在传送末期无限趋近于密封容器的轴线，从而实现较高的导向精度。该构型的月壤样品容器通过几何参数关系保证传送的精度和可靠性，在月壤样品容器所受重力能够克服系统摩擦、保证传送能够实现的前提下，月壤样品容器所受重力以及月壤样品容器的运动速度对整个传送过程的传送精度影响较小，因此，相对于其他构型，该容器构型有助于低重力条件下的样品传送。弱导向装置5与密封容器的公共轴线与铅垂线存在一定角度偏斜的条件下，该构型的月壤样品容器依然能够较精确地传送入密封容器内部。月壤样品容器外壁处导向锥段的锥角、锥段长度以及内壁处的导向配合段尺寸等导向特性均可设计，通过不同的参数组合，可得到不同构型的样品容器，从而可适用于不同的传送工况。该容器构型耐高低温性能较好，无需施加主动热控措施；同时，能够适应大量级振动试验。具有较好地空间适应性和可靠性。附图说明图1为月壤样品容器构型示意图；图2为样品传送状态示意图。具体实施方式本专利技术针对现有技术的不足，提出一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，通过采用在圆环筒型月壤样品容器外壁的适当部位设置三级导向锥段、内壁设置导向配合段的方式，使月壤样品容器便于在低重力条件下进行传送转移，属于深空探测
本容器构型同样适用于其它具有类似传送功能需求的地面设备。(1)月壤样品容器外壁设置三级导向功能如图1所示为月壤样品容器构型示意图，如图2所示为样品传送状态示意图，本专利技术一种便于低重力传送的月壤样品容器构型6为薄壁圆环筒型构型，内部设有通孔，外壁设有三级导向锥段，分别为外壁一级导向锥1、外壁二级导向锥2、外壁三级导向锥3，通孔内壁为内壁导向配合段4。外壁一级导向锥1锥角范围在70°～84°之间，外壁二级导向锥2角度范围在40°～66°之间，外壁三级导向锥3角度范围在4°～10°之间。在传送过程中：一级导向锥段1具有低精度导向功能，保证月壤样品容器6下端可靠进入密封容器7内；二级导向锥段2具有在传送过程中使月壤样品容器6自动调整姿态角的功能；三级导向锥段3具有高精度导向的功能，使传送到位时月壤样品容器的轴线基本与密封容器轴线重合。(2)月壤样品容器内壁设置弱导向约束在传送前，月壤样品容器6的轴线与位于其下部的密封容器7的轴线存在位置偏差，因此，需要采取弱导向约束的方式使月壤样品容器6完成传送。弱导向装置5为圆柱结构，其外壁设有润滑层，润滑层材料为二硫化钼，直径为内壁导向配合段4直径的99％；月壤样品容器6内壁导向配合段4与弱导向装置5之间采用大间隙配合，使传送过程中内壁的导向作用不过分干涉外壁的三级导向功能，内壁和外壁的导向作用互补。(3)薄壁圆筒型构型设计月壤样品容器6为薄壁圆环筒型构型，内外壁之间环形腔体为样品容纳空间，该构型容积率高，重量轻，相同重量条件下容器刚度高。月壤样品容器直接暴露于空间环境中，为避免容器在太阳辐照下温度过高，在容器表面涂有特殊涂层，该涂层具有对低吸收率、高发射率的特点，吸收率不大于0.5，发射率不低于0.7。本专利技术月壤样品容器低重力下高可靠传送，弱导向装置5、密封容器7均安装于固定结构上，月壤样品容器6初始状态下与弱导向装置5同轴安装，当月壤样品完全进入月壤样品容器6内外壁之间的环形腔体后，月壤样品容器6开始由初始安装位置沿弱导向装置5与密封容器7的公共轴线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，其特征在于包括月壤样品容器构型(6)、弱导向装置(5)、密封容器(7)；月壤样品容器构型(6)为薄壁圆环筒型构型，外壁设有导向锥段，内壁设有内壁导向配合段(4)，弱导向装置(5)、密封容器(7)均安装于固定结构上，月壤样品容器(6)可沿弱导向装置(5)、密封容器(7)的公共轴线向下传送。

【技术特征摘要】
1.一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，其特征在于包括月壤样品容器构型(6)、弱导向装置(5)、密封容器(7)；月壤样品容器构型(6)为薄壁圆环筒型构型，外壁设有导向锥段，内壁设有内壁导向配合段(4)，弱导向装置(5)、密封容器(7)均安装于固定结构上，月壤样品容器(6)可沿弱导向装置(5)、密封容器(7)的公共轴线向下传送。2.根据权利要求1所述的一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，其特征在于：所述的月壤样品容器构型(6)包括外壁一级导向锥(1)、外壁二级导向锥(2)、外壁三级导向锥(3)，在传送过程中一级导向锥段(1)保证月壤样品容器(6)下端可靠进入密封容器(7)内，二级导向锥段(2)使月壤样品容器(6)自动调整姿态角的功能，三级导向锥段(3)使传送到位时月壤样品容器的轴线与密封容器轴线重合。3.根据权利要求1或2所述的一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，其特征在于：所述的外壁一级导向锥(1)锥角范围在70°～84°之间，外壁二级导向锥(2)角度范围在40°～66°之间，外壁三级导向锥(3)角度范围在4°～10°之间。4.根据权利要求1或2所述的一种便于低重力传送的月壤样品容器构型，其特征在于：所述的弱导向装置(5)为圆柱结构，外壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙启臣，莫桂冬，秦俊杰，王国欣，曾婷，王春健，王青，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂，
类型：发明
国别省市：北京,11