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1、(10)申请公布号 CN 102745530 A (43)申请公布日 2012.10.24 C N 1 0 2 7 4 5 5 3 0 A *CN102745530A* (21)申请号 201210250301.0 (22)申请日 2012.07.19 B65H 18/08(2006.01) B65H 19/30(2006.01) (71)申请人哈尔滨工业大学 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大 直街92号 (72)发明人全齐全 姜生元 邓宗全 王印超 李鹏 唐钧跃 (74)专利代理机构大庆禹奥专利事务所 23208 代理人朱士文 杨晓梅 (54) 发明名称 动力外置式月壤样品软袋。
2、缠绕整型转送装置 (57) 摘要 本发明公布了一种动力外置式月壤样品软袋 缠绕整型转送装置，其特征在于上连接板和下连 接板间通过丝杠连接，丝杠上配合连接有丝母，丝 母活动链接轴向随动架，丝母活动连接给进齿轮， 给进齿轮设有凹槽和销钉，销钉滑动配合在离合 凸台上的轴向孔内，销钉连接有压板，压板与离合 凸台间设有离合弹簧，轴向随动架上设有离合插 销，连在压板上；轴向随动架通过弹射插销连接 有外筒，外筒内部活动连接有缠绕内筒，缠绕内筒 连接有外花键，内花键齿轮内花键与外花键啮合， 内花键齿轮外齿与给进齿轮啮合；轴向随动架连 接有电机，电机连接有驱动齿轮，驱动齿轮与内花 键齿轮啮合；外筒与轴向随动架间。
3、设弹射弹簧； 本装置结构紧凑，可靠性高，适于月球探索。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，包括机架，其特征在于机架上的 上连接板（1）和下连接板（2）间通过丝杠（3）固定连接，丝杠（3）上配合连接有丝母（4），丝 母（4）活动链接有与其轴向随动的轴向随动架（5），丝母（4）外面通过轴向限位滑块（6）及 卡簧活动连接有与其同心的给进齿轮（7），给进齿轮（7）下环形面上设有凹槽（8），对应凹 槽（8）。
4、设有销钉（9），销钉（9）滑动配合在与丝母（4）连接的离合凸台（10）上的轴向孔内， 销钉（9）上固定连接有与丝母（4）同心的环状压板（11），压板与丝母（4）间通过轴向凸起和 轴向凹槽滑动配合，压板（11）与离合凸台（10）间设有离合弹簧（12），对应压板（11）在丝 母（4）或轴向随动架（5）上设有与销钉（9）垂直的可拔出的离合插销（13），与压板（11）连 接；轴向随动架（5）通过可拔出的弹射插销（14）连接有外筒（15），外筒（15）上设有轴向开 口，外筒（15）通过旋转滑块（16）在其内部连接有与其同心的缠绕内筒（17），缠绕内筒（17） 轴向一端延伸出外筒（15）固定连接有外花键（。
5、18），对应外花键（18）设有内花键齿轮（19）， 内花键齿轮（19）内花键与缠绕内筒（17）上外花键（18）啮合，内花键齿轮（19）外齿与给进 齿轮（7）啮合；轴向随动架（5）上固定连接有电机（20），电机（20）驱动轴连接有驱动齿轮 （21），驱动齿轮（21）与内花键齿轮（19）啮合；沿外筒（15）轴向在外筒（15）与轴向随动架 （5）间设有压缩的弹射弹簧。 2.根据权利要求1所述的动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，其特征在于所 述离合插销（13）和弹射插销（14）分别连接有火工拔销器。 3.根据权利要求1所述的动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，其特征在于所 述弹射弹簧分为分离。
6、弹簧（22）和推开弹簧（23）两种，分离弹簧（22）比推开弹簧（23）行程 短刚度高。 4.根据权利要求1所述的动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，其特征在于所 述丝杠（3）为一根以上，上连接板（1）和下连接板（2）间设有一根以上导柱，对应导柱在轴 向随动架（5）上连接有导套。 5.根据权利要求1所述的动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，其特征在于所 述缠绕内筒（17）表面设有螺旋状凹槽（24）。 6.根据权利要求1所述的动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，其特征在于所 述对应外筒（15）轴向开口，在机架上设有传感器。 7.根据权利要求1所述的动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置。
7、，其特征在于所 述凹槽（8）为两个以上。 8.根据权利要求1所述的动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，其特征在于所 述轴向随动架（5）与丝母（4）通过限位凸台实现轴向限位活动链接，轴向同步一体运动。 权 利 要 求 书CN 102745530 A 1/3页 3 动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置 0001 技术领域： 本发明属于航空航天技术领域，涉及一种在航天空间环境下月壤样品软袋缠绕整型转 送装置，特别是涉及一种动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置，实现月壤的整理收 集和转送。 0002 背景技术： 航天航空是人类探索自然界的前沿工程，走向太空已成为科技强国必不可少的标志， 探月工。
8、程是我国航天事业下一阶段的重要内容之一，之前探月工程主要是通过遥测遥感来 了解月球，要想揭开月球环境的神秘面纱最终还是要通过登月来实现，登月后要针对月球 展开一系列的科研项目，每个环节都非常重要，其中之一就是要获取月球表面物质标本，如 何在低引力环境下钻采收集月壤是一件十分不容易的事情，目前解决办法是设计了一种软 袋结构收纳装置，可以将钻采的月壤收集到一长条软袋中保持月壤的原始层理，但由于软 袋较长与钻采深度相当，要运回地球必须对软袋进行整形收纳转送，由于航天项目的特殊 性，这种整形收纳转送机构既要质量轻便于发送，又要体积小空间利用率高，又要具有高的 可靠性，仍有待于技术创新。 0003 发明。
9、内容： 本发明为了使软袋整形收纳转送机构满足上述航天要求，提供了一种动力外置式月壤 样品软袋缠绕整型转送装置，用于实施对软袋的整形收纳转送。 0004 本发明采用的的技术方案是：一种动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置， 包括机架，其特征在于机架上的上连接板和下连接板间通过丝杠固定连接，丝杠上配合连 接有丝母，丝母活动链接有与其轴向随动的轴向随动架，丝母外面通过轴向限位滑块及卡 簧活动连接有与其同心的给进齿轮，给进齿轮下环形面上设有凹槽，对应凹槽设有销钉，销 钉滑动配合在与丝母连接的离合凸台上的轴向孔内，销钉上固定连接有与丝母同心的环状 压板，压板与丝母间通过轴向凸起和轴向凹槽滑动配合，压板。
10、与离合凸台间设有离合弹簧， 对应压板在丝母或轴向随动架上设有与销钉垂直的可拔出的离合插销，与压板（11）连接； 轴向随动架通过可拔出的弹射插销连接有外筒，外筒上设有轴向开口，外筒通过旋转滑块 在其内部连接有与其同心的缠绕内筒，缠绕内筒轴向一端延伸出外筒固定连接有外花键， 对应外花键设有内花键齿轮，内花键齿轮内花键与缠绕内筒上外花键啮合，内花键齿轮外 齿与给进齿轮啮合；轴向随动架上固定连接有电机，电机驱动轴连接有驱动齿轮，驱动齿轮 与内花键齿轮啮合；沿外筒轴向在外筒与轴向随动架间设有压缩的弹射弹簧。 0005 所述离合插销和弹射插销分别连接有火工拔销器。 0006 所述弹射弹簧分为分离弹簧和推开。
11、弹簧两种，分离弹簧比推开弹簧行程短刚度 高。 0007 所述丝杠为一根以上，上连接板和下连接板间设有一根以上导柱，对应导柱在轴 向随动架上连接有导套。 0008 所述缠绕内筒表面设有螺旋状凹槽。 0009 所述对应外筒轴向开口，在机架上设有传感器。 说 明 书CN 102745530 A 2/3页 4 0010 所述凹槽为两个以上。 0011 所述轴向随动架与丝母通过限位凸台实现轴向限位活动链接，轴向同步一体运 动。 0012 本发明可以将装有月壤的软袋卷缠在缠绕内筒上，缠绕软袋时缠绕内筒和外筒可 轴向移动，使未卷缠的软袋始终处于直立状态避免偏摆，轴向移动由离合控制，在缠绕牵引 绳时没有动力连。
12、接不产生轴向位移，只有在缠绕软袋时有动力连接产生轴向位移，软袋卷 缠结束后外筒解除与轴向随动架间的锁止，在弹射弹簧作用与其他部件下脱离，完成软袋 的缠绕整型和转送，本装置结构紧凑，重量轻体积小，可靠性高，适于在月球低引力环境下 完成月壤样品软袋的缠绕整型和转送。 0013 附图说明： 图1为本发明实施例可见弹射弹簧剖面结构示意图； 图2为本发明实施例可见电机结构示意图。 0014 图中标示名称：1上连接板；2下连接板；3丝杠；4丝母；5轴向随动架；6轴向限位 滑块；7给进齿轮；8凹槽；9销钉（9），销钉（9）；10离合凸台；11压板；12离合弹簧；13离 合插销；14弹射插销；15外筒；16旋。
13、转滑块；17缠绕内筒；18外花键；19内花键齿轮；20电 机；21驱动齿轮；22分离弹簧；23推开弹簧；24螺旋状凹槽；25火工拔销器一；26分离凸 台；27推开凸台；28火工拔销器二；29限位螺母。 0015 具体实施例： 本发明实施例如图1、图2所示，该动力外置式月壤样品软袋缠绕整型转送装置设有机 架，机架上设有环状的上连接板1和下连接板2，上连接板1和下连接板2间通过两根丝杠 3和两根支柱固定连接，丝杠3上配合连接有丝母4，丝母4活动链接有与其轴向随动的轴 向随动架5，丝母4绕丝杠3转动，轴向随动架5随丝母4一体同步产生轴向运动，丝母4外 部上端通过轴向限位滑块6及卡簧活动连接有与其同心。
14、的给进齿轮7，给进齿轮7可绕丝母 4转动，给进齿轮7下环形面上设有锥型凹槽8，对应凹槽8设有销钉9，销钉9滑动配合在 与丝母4连接的离合凸台10上的轴向孔内，内面与销钉9上部连接有压板11，压板11与离 合凸台10间设有离合弹簧12，离合凸台10为环形与丝母4同心，离合凸台10与丝母4间 通过轴向凸起和轴向凹槽活动配合，可相对轴向运动，不可相对周向运动，离合凸台10下 面与丝母4连接有限位螺母29，调节限位螺母29可以调节离合弹簧12对压板11的压力， 对应压板11在轴向随动架5上设有与销钉9垂直的可拔出的离合插销13，下压压板11压 缩离合弹簧12，销钉9下行完全脱离凹槽8，插入离合插销13。
15、到压板11侧孔内，离合插销 13连接有火工拔销器一25；轴向随动架5通过可拔出的弹射插销14连接有外筒15，弹射 插销14连接有火工拔销器二28，外筒15上设有轴向开口，开口径向宽度略大于软袋直径， 对应开口在机架上设有传感器，用于检测软袋的进筒，外筒15下面与下连接板2下面平齐， 外筒15外面与下连接板2内面吻合活动链接，外筒15通过旋转滑块16在其内部连接有与 其同心的缠绕内筒17，缠绕内筒17可在外筒15内部转动，缠绕内筒17表面设有螺旋状凹 槽24，凹槽面与软袋吻合，螺距略大于软袋直径，缠绕内筒17轴向一端延伸出外筒15固定 连接有外花键18，对应外花键18设有内花键齿轮19，内花键齿。
16、轮19内花键与外花键18啮 合，内花键齿轮19外齿与给进齿轮7啮合；轴向随动架5上固定连接有电机20，电机20驱 动轴连接有驱动齿轮21，驱动齿轮21与内花键齿轮19啮合；外筒15外部设有分离凸台26 说 明 书CN 102745530 A 3/3页 5 和推开凸台27，沿外筒15轴向在分离凸台26、推开凸台2与轴向随动架5间分别设有分离 弹簧22和推开弹簧23，分离弹簧22比推开弹簧23行程短刚度高，分离弹簧22比推开弹簧 23钢丝粗。 0016 安装时将软袋牵引绳固定在缠绕内筒17上，工作时启动电机20带动驱动齿轮21 转动，驱动齿轮21驱动与其啮合的内花键齿轮19，内花键齿轮19通过与其。
17、啮合的外花键 18带动缠绕内筒17旋转，卷收软袋牵引绳到缠绕内筒17上，此时内花键齿轮19还驱动与 其啮合的给进齿轮7旋转，由于给进齿轮7与丝母4活动链接，销钉9与凹槽8完全脱离， 所以此时段进齿轮7绕丝母4空转没有动力输出；牵引绳卷尽软袋到达外筒15轴向开口 时，传感器检测到软袋进筒后向火工拔销器一25发出动作指令，火工拔销器一25动作拔出 离合插销13，离合弹簧12推动压板11带动销钉9上行进入凹槽8，给进齿轮7与丝母4结 为一体，给进齿轮7驱动丝母4旋转，丝母4绕丝杠3旋转产生轴向位移，带动轴向随动架5 同步轴向移动，轴向随动架5连接的其他部件随动，此阶段丝母4与缠绕内筒17同时旋转， 。
18、缠绕内筒17旋转一周丝母4轴向位移等于螺旋状凹槽24的螺距，对软袋进行整形，将软袋 缠绕到螺旋状凹槽24上；当软袋完全卷到缠绕内筒17后，火工拔销器二28动作拔出弹射 插销14，在分离弹簧22和推开弹簧23共同作用下外筒15与轴向随动架5分离，同时外筒 15带动缠绕内筒17同步运动，外花键18与内花键齿轮19脱离，分离弹簧22展开行程结束 后，由推开弹簧23继续将外筒15和缠绕内筒17推离轴向随动架5，实现样品软袋的转送。 0017 本实施例在卷缠装有月壤样品的软袋时不偏摆，整形缠绕后的外筒和缠绕内筒自 动与其他部件脱离，完成软袋的转送，本装置结构紧凑，重量轻体积小，可靠性高，适于在月 球低引力环境下完成月壤样品软袋的缠绕整型和转送。 0018 本发明在实施时丝杠可为一根，上连接板1和下连接板2间设有一根以上导柱，对 应导柱在轴向随动架上连接有导套，可实现同样功能。 说 明 书CN 102745530 A 1/1页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102745530 A 。