本發(fā)明涉及月壤采樣領(lǐng)域，具體涉及一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、由于月表的月壤長(zhǎng)時(shí)間受到宇宙射線等外界因素的侵蝕與干擾，其所承載的月球信息相較月球深部的月壤更少，因此，提高探測(cè)深度對(duì)于次表層月壤的原位探測(cè)具有重要意義。鉆取采樣是進(jìn)行月壤采樣的常見(jiàn)方式。

2、近年來(lái)各國(guó)更多的針對(duì)月球深部采樣進(jìn)行研究和探索，例如以下月球(行星)鉆進(jìn)取樣設(shè)備：1970-1972年蘇聯(lián)luna16、luna20系列任務(wù)；1971-1972年美國(guó)apollo15、apollo16、apollo17系列任務(wù)；1978-1984年蘇聯(lián)針對(duì)金星發(fā)射的采樣器上攜帶的gzudrill設(shè)備；1980年美國(guó)研發(fā)的cds(core?drill?system)系統(tǒng)；1995年歐洲航天局針對(duì)彗星取樣研發(fā)的corer?tool和surface?tool；2002年意大利宇航局研發(fā)的dee?dri設(shè)備；2003年honeybee公司針對(duì)火星鉆進(jìn)設(shè)計(jì)的mini-corer系統(tǒng)；2005年歐洲航天局針對(duì)火星鉆探研發(fā)的原型樣機(jī)mro?sa2；2008年美國(guó)nasa針對(duì)火星研發(fā)的mar-te試驗(yàn)系統(tǒng)；2009年中國(guó)北京航空航天大學(xué)研發(fā)了mrdd取樣樣機(jī)；2014年honeybee公司為mars2020計(jì)劃研發(fā)的microdrill設(shè)備設(shè)計(jì)了雙層管取樣設(shè)備。

3、但目前對(duì)于月球深部的探測(cè)和采樣面臨著諸多難題。比如：月面工作環(huán)境較為惡劣，飛船運(yùn)載能力有限，要求設(shè)備功率較小，月球深部環(huán)境較為復(fù)雜且未知，月壤受擾動(dòng)可能性較大，無(wú)法嚴(yán)格保證原有的層序信息。無(wú)法保證鉆進(jìn)效率和采樣效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何保留月壤原有層序信息。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，包括切削鉆進(jìn)鉆頭、鉆管和壓網(wǎng)，所述切削鉆進(jìn)鉆頭內(nèi)具有取樣通孔，所述鉆管內(nèi)具有存樣通孔，所述切削鉆進(jìn)鉆頭的一端與所述鉆管的一端連接并連通，所述壓網(wǎng)固定于所述存樣通孔內(nèi)，且所述壓網(wǎng)具有沿其徑向向內(nèi)收縮的彈性力。

3、本發(fā)明的有益效果是：切削鉆進(jìn)鉆頭用于切削月壤、鉆進(jìn)取樣，月壤進(jìn)入到取樣通孔內(nèi)，隨著鉆進(jìn)的進(jìn)行，月壤逐漸進(jìn)入到鉆管內(nèi)的壓網(wǎng)內(nèi)。具體的，鉆進(jìn)開(kāi)始階段，壓網(wǎng)呈收縮狀態(tài)，壓網(wǎng)與鉆管內(nèi)壁不貼合，鉆進(jìn)過(guò)程中月壤逐漸填充鉆管，將壓網(wǎng)撐開(kāi)，同時(shí)壓網(wǎng)的彈性力將內(nèi)部月壤壓緊。壓網(wǎng)能夠?qū)⒁巡杉脑氯梨i緊在固定位置，壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)在鉆進(jìn)和提升過(guò)程中都可以使月壤穩(wěn)定存留，保證管內(nèi)月壤層序，提升采樣效率。

4、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。

5、進(jìn)一步，所述切削鉆進(jìn)鉆頭與所述鉆管螺紋連接。

6、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：切削鉆進(jìn)鉆頭與鉆管螺紋連接，便于安裝和拆卸，方便更換切削鉆進(jìn)鉆頭或取出月壤樣品。

7、進(jìn)一步，所述存樣通孔的直徑大于所述取樣通孔的直徑。

8、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：存樣通孔與取樣通孔之間形成階梯孔，可以有效阻止月壤從取樣通孔脫落，并鎖住鉆管內(nèi)的月壤。并且鉆管中部采用部分減厚設(shè)計(jì)，能夠有效降低鉆管質(zhì)量，減輕載荷負(fù)擔(dān)。

9、進(jìn)一步，所述鉆管外壁具有第三螺旋葉片。

10、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：鉆管外壁設(shè)置第三螺旋葉片，使月壤可以向遠(yuǎn)離切削鉆進(jìn)鉆頭的方向輸送，避免月壤堆積，使鉆管外的月壤在鉆進(jìn)過(guò)程中保持壓力松懈狀態(tài)，進(jìn)而有助于鉆管的排土，保證鉆進(jìn)過(guò)程穩(wěn)定。

11、進(jìn)一步，還包括壓環(huán)，所述壓環(huán)為兩個(gè)，兩個(gè)所述壓環(huán)分別與所述壓網(wǎng)的兩端固定連接，兩個(gè)所述壓環(huán)分別連接于所述存樣通孔內(nèi)的兩端。

12、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：壓網(wǎng)通過(guò)壓環(huán)固定，壓網(wǎng)易拆卸，方便后續(xù)樣品取出。

13、進(jìn)一步，所述壓環(huán)沿周向間隔設(shè)有多個(gè)固定孔，每個(gè)所述固定孔通過(guò)鉚釘與所述壓網(wǎng)鉚接固定。

14、進(jìn)一步，所述壓環(huán)具有沿其軸向向外延伸的定位凸起，所述存樣通孔的內(nèi)壁具有與所述壓環(huán)形狀相適配的安裝凹槽，所述壓環(huán)與所述安裝凹槽卡接。

15、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：壓環(huán)設(shè)置沿其軸向向外延伸的定位凸起，壓環(huán)與安裝凹槽卡接后，安裝凹槽可以限制壓環(huán)與鉆管周向的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，保證月壤位置穩(wěn)定。

16、進(jìn)一步，所述壓環(huán)為折彎成圓弧形的板。

17、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：c形的壓環(huán)具有變形量，便于安裝到鉆管內(nèi)。

18、進(jìn)一步，所述壓環(huán)周向的兩端均設(shè)有操作孔。

19、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：操作孔為卡簧鉗的操作孔，方便夾持并安裝壓環(huán)。

20、進(jìn)一步，所述鉆管的長(zhǎng)度為300mm-800mm，所述鉆管的外徑為10mm-50mm，所述鉆管的材質(zhì)為輕質(zhì)合金材料或碳纖維復(fù)合材料。

21、采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是：輕質(zhì)合金材料或碳纖維復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，能夠有效降低載荷負(fù)擔(dān)。

技術(shù)特征：

1.一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括切削鉆進(jìn)鉆頭(100)、鉆管(200)和壓網(wǎng)(300)，所述切削鉆進(jìn)鉆頭(100)內(nèi)具有取樣通孔，所述鉆管(200)內(nèi)具有存樣通孔，所述切削鉆進(jìn)鉆頭(100)的一端與所述鉆管(200)的一端連接并連通，所述壓網(wǎng)(300)固定于所述存樣通孔內(nèi)，且所述壓網(wǎng)(300)具有沿其徑向向內(nèi)收縮的彈性力。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述切削鉆進(jìn)鉆頭(100)與所述鉆管(200)螺紋連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述存樣通孔的直徑大于所述取樣通孔的直徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鉆管(200)外壁具有第三螺旋葉片(201)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括壓環(huán)(400)，所述壓環(huán)(400)為兩個(gè)，兩個(gè)所述壓環(huán)(400)分別與所述壓網(wǎng)(300)的兩端固定連接，兩個(gè)所述壓環(huán)(400)分別連接于所述存樣通孔內(nèi)的兩端。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓環(huán)(400)沿周向間隔設(shè)有多個(gè)固定孔(401)，每個(gè)所述固定孔(401)通過(guò)鉚釘與所述壓網(wǎng)(300)鉚接固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓環(huán)(400)具有沿其軸向向外延伸的定位凸起(403)，所述存樣通孔的內(nèi)壁具有與所述壓環(huán)(400)形狀相適配的安裝凹槽，所述壓環(huán)(400)與所述安裝凹槽卡接。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓環(huán)(400)為折彎成圓弧形的板。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓環(huán)(400)周向的兩端均設(shè)有操作孔(402)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鉆管(200)的長(zhǎng)度為300mm-800mm，所述鉆管(200)的外徑為10mm-50mm，所述鉆管(200)的材質(zhì)為輕質(zhì)合金材料或碳纖維復(fù)合材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)，涉及月壤采樣領(lǐng)域，切削鉆進(jìn)鉆頭內(nèi)具有取樣通孔，鉆管內(nèi)具有存樣通孔，切削鉆進(jìn)鉆頭的一端與鉆管的一端連接并連通，壓網(wǎng)固定于存樣通孔內(nèi)，且壓網(wǎng)具有沿其徑向向內(nèi)收縮的彈性力。本發(fā)明的有益效果是：切削鉆進(jìn)鉆頭用于切削月壤、鉆進(jìn)取樣，月壤進(jìn)入到取樣通孔內(nèi)，隨著鉆進(jìn)的進(jìn)行，月壤逐漸進(jìn)入到鉆管內(nèi)的壓網(wǎng)內(nèi)。具體的，鉆進(jìn)開(kāi)始階段，壓網(wǎng)呈收縮狀態(tài)，壓網(wǎng)與鉆管內(nèi)壁不貼合，鉆進(jìn)過(guò)程中月壤逐漸填充鉆管，將壓網(wǎng)撐開(kāi)，同時(shí)壓網(wǎng)的彈性力將內(nèi)部月壤壓緊。壓網(wǎng)能夠?qū)⒁巡杉脑氯梨i緊在固定位置，壓網(wǎng)式鉆進(jìn)結(jié)構(gòu)在鉆進(jìn)和提升過(guò)程中都可以使月壤穩(wěn)定存留，保證管內(nèi)月壤層序，提升采樣效率。

技術(shù)研發(fā)人員：趙海峰,袁子豪,李奚晗,王珂,周妍林,盛強(qiáng),王輔輔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2