一种尘粒分离采样机械爪

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一种尘粒分离采样机械爪
申请号	CN201110304177.7	申请日	2011-10-10	公开(公告)号	CN102445357A	公开(公告)日	2012-05-09
申请人	浙江大学;			发明人	张斌; 李延宁; 杨华勇;
摘要	本发明公开了一种尘粒分离采样机械爪。包括机械爪驱动箱，机械爪扒爪，漏斗，机械爪铲爪；有两套结构相同的驱动机构安装在驱动箱内，伸出驱动箱外的第一输出轴的两端与机械爪铲爪的一端转动连接，机械爪铲爪的另一端上部倒置有漏斗；伸出驱动箱外的第二输出轴的两端与机械爪扒爪的一端转动连接，机械爪扒爪的一端转动后，能使机械爪扒爪的另一端在机械爪铲爪内转动，并且机械爪扒爪端面与机械爪铲爪的底面形成滑动配合。本发明能够完成扒、铲、推、挖、夹的动作。同时，利用扒爪的软刷和铲爪的后舱能够对采集样品进行尘粒分离。本尘粒分离采样机械爪结构简单，动作灵活，并且能够对样品进行尘粒分离，可满足外太空探索表面采样的要求。
权利要求	1.一种尘粒分离采样机械爪，其特征在于：包括机械爪驱动箱（1），机械爪扒爪（2），漏斗（3），机械爪铲爪（4）；有两套结构相同的驱动机构安装在驱动箱内，伸出驱动箱外的第一输出轴的两端与机械爪铲爪（4）的一端转动连接，机械爪铲爪（4）的另一端上部倒置有漏斗（3）；伸出驱动箱外的第二输出轴的两端与机械爪扒爪（2）的一端转动连接，机械爪扒爪（2）的一端转动后，能使机械爪扒爪（2）的另一端在机械爪铲爪（4）内转动，并且机械爪扒爪（2）端面与机械爪铲爪（4）的底面形成滑动配合。 2.根据权利要求1所述的一种尘粒分离采样机械爪，其特征在于：所述的两套结构相同的驱动机构，每套驱动机构均包括驱动电机、齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构；第一驱动电机经第一齿轮传动机构、第一蜗轮蜗杆传动机构后，第一蜗轮轴两端伸出驱动箱外的第一输出轴两端与机械爪铲爪（4）转动连接；第二驱动电机经第二齿轮传动机构、第二蜗轮蜗杆传动机构后，第二蜗轮轴两端伸出驱动箱外的第二输出轴两端与机械爪扒爪（2）转动连接；安装在驱动箱内的两套驱动机构平行相反安装。 3.根据权利要求1所述的一种尘粒分离采样机械爪，其特征在于：所述的机械爪扒爪（2）包括耙（9）和软刷（10），软刷（10）的一端成75°安装在耙（9）的上端。 4.根据权利要求1所述的一种尘粒分离采样机械爪，其特征在于：所述的机械爪铲爪分成铲爪前舱和铲爪后舱，机械爪驱动箱（1）位于铲爪前舱上部，铲爪前舱和铲爪后舱两者通过一个圆弧隔板相隔，圆弧隔板中间开有缺口连通，在机械爪铲爪后舱的上部倒置漏斗。
说明书全文	一种尘粒分离采样机械爪技术领域 [0001] 本发明涉及一种采样机械爪，具体地说是涉及一种尘粒分离采样机械爪。背景技术 [0002] 在外太空探索领域，为对地外星体进行研究需要向其发射探测器并采集样品进行分析。探测器对地外星体地表采样通常通过安装在机械臂末端的采样机构完成。随着研究的深入，对采样机构及其动作的要求也由最初的铲和简单动作到现在的多功能集成机械爪和多采样动作。同时，样品的采集也由最初的盲目采集到现在的定点精确采样，例如仅采集某一区域的粉尘或者石砾。因此，外太空探索采样机械爪要求质量轻，结构简单可靠，能够完成多种采样动作，能够对所采集的样品进行初步尘粒分离。发明内容 [0003] 本发明的目的在于提供一种尘粒分离采样机械爪，能够完成多种采样动作，对所采集的样品进行初步尘粒分离的表层土壤样品采集机械爪。 [0004] 本发明采用的技术方案是：本发明包括机械爪驱动箱，机械爪扒爪，漏斗，机械爪铲爪；有两套结构相同的驱动机构安装在驱动箱内，伸出驱动箱外的第一输出轴的两端与机械爪铲爪的一端转动连接，机械爪铲爪的另一端上部倒置有漏斗；伸出驱动箱外的第二输出轴的两端与机械爪扒爪的一端转动连接，机械爪扒爪的一端转动后，能使机械爪扒爪的另一端在机械爪铲爪内转动，并且机械爪扒爪端面与机械爪铲爪的底面形成滑动配合。 [0005] 所述的两套结构相同的驱动机构，每套驱动机构均包括驱动电机、齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构；第一驱动电机经第一齿轮传动机构、第一蜗轮蜗杆传动机构后，第一蜗轮轴两端伸出驱动箱外的第一输出轴两端与机械爪铲爪转动连接；第二驱动电机经第二齿轮传动机构、第二蜗轮蜗杆传动机构后，第二蜗轮轴两端伸出驱动箱外的第二输出轴两端与机械爪扒爪转动连接；安装在驱动箱内的两套驱动机构平行相反安装。 [0006] 所述的机械爪扒爪包括耙和软刷，软刷的一端成75°安装在耙的上端。 [0007] 所述的机械爪铲爪分成铲爪前舱和铲爪后舱，机械爪驱动箱位于铲爪前舱上部，铲爪前舱和铲爪后舱两者通过一个圆弧隔板相隔，圆弧隔板中间开有缺口连通，在机械爪铲爪后舱的上部倒置漏斗。 [0008] 本发明具有的有益效果是：本发明采用扒爪和铲爪的二爪机构进行表面样品采样，二爪均经过特殊设计，能够完成扒、铲、推、挖、夹的动作。同时，利用扒爪的软刷和铲爪的后舱能够对采集样品进行尘粒分离。本尘粒分离采样机械爪结构简单，动作灵活，并且能够对样品进行尘粒分离，可满足外太空探索表面采样的要求。附图说明 [0009] 图1是本发明结构示意图。 [0010] 图2是本发明外形示意图图3是本发明机械爪驱动箱示意图。 [0011] 图4是本发明机械爪扒爪示意图。 [0012] 图5是本发明机械爪铲爪示意图。 [0013] 图中：1、机械爪驱动箱，2、机械爪扒爪，3、漏斗，4、机械爪铲爪，5、驱动箱箱体，6、齿轮传动，7、驱动电机，8、蜗轮蜗杆传动，9、耙，10、软刷，11、铲爪前舱，12、铲爪后舱。具体实施方式 [0014] 下面结合附图和实施例对发明作进一步说明。 [0015] 如图1、图2所示，一种尘粒分离采样机械爪主要包括机械爪驱动箱1，机械爪扒爪2，漏斗3，机械爪铲爪4。本发明工作时能够能够完成扒、推、挖、铲等动作；机械爪扒爪2另安装有软刷11，在机械抓铲爪4配合下能够完成尘粒分离；漏斗3可以引导铲爪后舱的尘土倒出。机械爪驱动箱1内安装有有两套结构相同的驱动机构，伸出驱动箱外的第一输出轴的两端与机械爪铲爪4的一端转动连接，机械爪铲爪4的另一端上部倒置有漏斗3。伸出驱动箱外的第二输出轴的两端与机械爪扒爪2的一端转动连接，机械爪扒爪2的一端转动后，能使机械爪扒爪2的另一端在机械爪铲爪4内转动，并且机械爪扒爪2端面与机械爪铲爪4的底面形成滑动配合。 [0016] 如图3所示，所述的两套结构相同的驱动机构，每套驱动机构均包括驱动电机、齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构；第一驱动电机经第一齿轮传动机构、第一蜗轮蜗杆传动机构后，第一蜗轮轴两端伸出驱动箱外的第一输出轴两端与机械爪铲爪4转动连接；第二驱动电机经第二齿轮传动机构、第二蜗轮蜗杆传动机构后，第二蜗轮轴两端伸出驱动箱外的第二输出轴两端与机械爪扒爪2转动连接；安装在驱动箱内的两套驱动机构平行相反安装。驱动电机通过等比齿轮和蜗轮蜗杆传动控制爪运动。蜗轮蜗杆传动保证机械爪有自锁功能，从而在执行一些动作时可以停止驱动电机供电，节省能量。 [0017] 如图4所示，所述机械爪扒爪2包括耙9和软刷10，软刷10的一端成75°安装在耙9的上端。本发明的扒爪为耙状，末端锋利，耙齿之间间距可以减小进行扒、挖动作时的阻力，也能够在进行尘粒分离前对地表石砾进行初步清理。扒爪上与爪成75°固定有软毛刷，软毛刷长度可保证完全扫过铲爪前舱底部，能够将微尘扫如铲爪后舱，同时留下石砾。 [0018] 如图5所示，所述机械爪铲爪4分成舱11和铲爪后舱12，机械爪驱动箱1位于铲爪前舱11上部，铲爪前舱11和铲爪后舱12两者通过一个圆弧隔板相隔，圆弧隔板中间开有缺口连通，在机械爪铲爪后舱的上部倒置漏斗3。本发明的机械爪铲爪前舱可完成铲，挖等功能，后舱用于存放尘土，漏斗可拆卸。前舱底为特殊设计的曲线，进行尘粒分离工作时，能够使扒爪的软刷能够扫过前舱底，保证尘土被扫入后舱。