双层复合软袋内翻外包取芯机构及钻取采样方法

摘要

本发明公开了一种双层复合软袋内翻外包取芯机构，其特征在于包括取芯钻杆，取芯钻杆为中空结构，前段设有取芯钻头，中空位置设有同心的保持外芯管和保持内芯管，保持外芯管浮动连接在钻杆内，保持外芯管和保持内芯管之间通过圆周阵列的连接块固定连接，连接块间有通孔，保持外芯管和保持内芯管的间隙内套有软袋，软袋下端连接有封口机构，软袋上端在保持内芯管上端口处封口，封口中心位置有孔，孔中穿有牵引绳，牵引绳上端与整形吊点连接，下端与牵拉体连接，牵拉体上连接有牵拉带，牵拉带在保持内芯管下端处进入保持外芯管和保持内芯管之间的空间放置，牵拉带末端连接有封底构件；本装置不易变形磨损，稳定可靠，适于在月球表面钻取采样。

说明书

技术领域

本发明属于航天空间探索领域，涉及一种在月球表面钻探采样收集的装置和方法，特别是一种双层复合软袋内翻外包取芯机构及钻取采样方法，实现利用软袋对月壤采样收集。

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，在航天系统工程中每个环节都非常重要，面对航空航天这样复杂环境的条件下，如何实现钻具采取月球表面月壤，更是人类的一种挑战，在探测器系统着陆月表前，内置于钻取采样装置中的钻探取芯机构和封口装置需要经历复杂的空间及力学环境，钻探取芯机构通过采用适当的取芯方式，将着陆点钻取目标区域内深度约2米的月壤样品钻取至空心取芯钻杆内部，要完整的取出来然后包裹、封装，该月壤样品需能够反映月壤的剖面原貌，如何保持样品的层面不变，转移、封装过程不会出现散落现象，仍需一种专用工具来解决这一问题。

发明内容

本发明为了将空心取芯钻杆内部月壤样品完整的取出封装，本发明提供了一种双层复合软袋内翻外包取芯机构，可以钻采和收集同步进行，实现包裹和封装。

上述目的是通过以下技术方案实现的：一种双层复合软袋内翻外包取芯机构，其特征在于包括取芯钻杆，取芯钻杆为中空结构，前段设有取芯钻头，中空位置设有同心的保持外芯管和保持内芯管，保持外芯管浮动连接在钻杆内，保持外芯管和保持内芯管之间通过圆周阵列的连接块固定连接，连接块间有通孔，保持外芯管和保持内芯管的间隙内套有软袋，软袋下端连接有封口机构，软袋上端在保持内芯管上端口处封口，封口中心位置有孔，孔中穿有牵引绳，牵引绳上端与整形吊点连接，下端与牵拉体连接，牵拉体上连接有牵拉带，牵拉带在保持内芯管下端处进入保持外芯管和保持内芯管之间的空间放置，牵拉带末端连接有封底构件。

所述连接块位于保持外芯管和保持内芯管轴向中间部位，软袋呈波纹管状折叠放置在连接块上部空间，牵拉带折叠放置在连接块下部空间。

所述连接块位于保持外芯管和保持内芯管下端，牵拉带由连接块间的通孔延伸到保持外芯管和保持内芯管内部空间与软袋套叠排布。

所述牵拉体上设有与保持内芯管内表面吻合的滑块，牵拉体与牵引绳间设有分离装置。

本发明设置双层保持芯管，软袋和牵拉带分布在双层保持芯管之间的空间里，与钻杆没有接触，避免了钻杆转动时造成的磨损，不易变形，节省空间，摩擦力小，稳定可靠，适于在航空航天复杂的力学以及空间环境下钻取采样，在保持月壤的层理信息不被破坏的前提下实现采集封装。

附图说明

图1为本发明实施例的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例的保持外芯管与保持内芯管连接结构示意图。

图中标示名称：1取芯钻杆；2取芯钻头；3保持外芯管；4保持内芯管；5连接块；6软袋；7牵引绳；8牵拉体；9牵拉带；10整形吊点。

具体实施方式

本发明实施例如图1、图2所示，该双层复合软袋内翻外包取芯机构设有取芯钻杆1，取芯钻杆1为中空结构，前段设有取芯钻头2，中空位置设有同心的保持外芯管3和保持内芯管4，保持外芯管3浮动连接在钻杆1内，保持外芯管3和保持内芯管4之间下端通过圆周阵列的连接块5固定连接，连接块5间有通孔，保持外芯管3和保持内芯管4的间隙内套有软袋6，软袋6下端连接有封口机构，软袋6上端在保持内芯管4上端口处封口，封口中心位置有孔，孔中穿有牵引绳7，牵引绳7上端与整形吊点10连接，下端与牵拉体8连接，牵拉体8上连接有牵拉带9，牵拉带9在保持内芯管4下端口由连接块5间的通孔进入保持外芯管3和保持内芯管4之间的空间内与软袋6套叠排布放置，牵拉带9末端连接有封底构件。

下钻前，牵拉体8位于保持内芯管4内下端，启动钻机取芯钻杆1转动，保持外芯管3和保持内芯管4不转，钻杆1、保持外芯管3和保持内芯管4下行，由于牵引绳7长度不变，所以牵拉体8位置不动，在牵拉体8的牵拉下牵拉带9由连接块5间的通孔抽出，达到钻采深度后牵拉带9末端的封底构件对保持内芯管4进行封堵，钻机停转后整形吊点10向上收卷牵引绳7，在牵拉体8、牵拉带9和封底构件的提拉下钻采的月壤上行，同时牵拉体8带动软袋6上行，月壤进入软袋6，软袋6离开保持内芯管4后封口机构动作实施封口。

本实施例双层保持芯管的设置，软袋与钻杆不能接触，避免了钻杆转动时造成的磨损，不易变形，节省空间，摩擦力小，稳定可靠，适于在月球表面钻取采样，在保持月壤的层理信息不被破坏的前提下实现采集封装。

本发明实施时连接块还可以设置在保持外芯管和保持内芯管轴向中间部位，软袋呈波纹管状折叠放置在连接块上部空间，牵拉带折叠放置在连接块下部空间。