JPH09264821A - 宇宙機の試料採取装置 - Google Patents
宇宙機の試料採取装置Info
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- JPH09264821A JPH09264821A JP8077610A JP7761096A JPH09264821A JP H09264821 A JPH09264821 A JP H09264821A JP 8077610 A JP8077610 A JP 8077610A JP 7761096 A JP7761096 A JP 7761096A JP H09264821 A JPH09264821 A JP H09264821A
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B49/00—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
- E21B49/02—Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells by mechanically taking samples of the soil
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/04—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting
- G01N1/08—Devices for withdrawing samples in the solid state, e.g. by cutting involving an extracting tool, e.g. core bit
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型，軽量かつ簡易な構造の装置のみで、単
一の作業工程により試料採取を行なうことによって、確
実に試料を採取する。 【解決手段】 宇宙機に上下動自在に取り付けられる中
空筐体状のキャニスタ２０と、キャニスタ２０を上下方
向に貫通し、キャニスタ２０の底面から回転しながら出
没する、外周にスパイラル状の溝３１を有するドリル３
０と、キャニスタ２０及びドリル３０を宇宙機に上下動
自在に取り付ける伸展自在の支持部４０とを具備し、支
持部４０の伸展と、ドリル３０の回転及び上下動を、一
の駆動手段により行なう構成としてある。
一の作業工程により試料採取を行なうことによって、確
実に試料を採取する。 【解決手段】 宇宙機に上下動自在に取り付けられる中
空筐体状のキャニスタ２０と、キャニスタ２０を上下方
向に貫通し、キャニスタ２０の底面から回転しながら出
没する、外周にスパイラル状の溝３１を有するドリル３
０と、キャニスタ２０及びドリル３０を宇宙機に上下動
自在に取り付ける伸展自在の支持部４０とを具備し、支
持部４０の伸展と、ドリル３０の回転及び上下動を、一
の駆動手段により行なう構成としてある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、月，惑星等の地質
を採取する宇宙機の試料採取装置に関し、特に、小型，
軽量かつ簡易な構造の装置のみによって確実に試料を採
取する宇宙機の試料採取装置に関する。
を採取する宇宙機の試料採取装置に関し、特に、小型，
軽量かつ簡易な構造の装置のみによって確実に試料を採
取する宇宙機の試料採取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】月，惑星等の地層から地質試料を採取，
分析してその惑星の生因や生物痕跡等を調査すること
は、宇宙化学の分野においては極めて重要である。これ
まで、このような惑星の地質試料の採取の手段として
は、例えば、特開平５−１８０７３７号に開示された惑
星地質探査装置が知られている。
分析してその惑星の生因や生物痕跡等を調査すること
は、宇宙化学の分野においては極めて重要である。これ
まで、このような惑星の地質試料の採取の手段として
は、例えば、特開平５−１８０７３７号に開示された惑
星地質探査装置が知られている。
【０００３】図８は、この特開平５−１８０７３７号の
惑星地質探査装置を示す全体側面図である。この図に示
すように、この従来の装置は、月や惑星上を自走する無
人の走行体１００に試料採取装置２００及び試料搬送装
置，試料分析装置（図示せず）を搭載した構成となって
いる。
惑星地質探査装置を示す全体側面図である。この図に示
すように、この従来の装置は、月や惑星上を自走する無
人の走行体１００に試料採取装置２００及び試料搬送装
置，試料分析装置（図示せず）を搭載した構成となって
いる。
【０００４】試料採取装置２００は、走行体１００に起
倒自在に取り付けられたガイドセル２０１と、このガイ
ドセル２０１に給進装置２０３によって移動自在に設け
られたガイド管２０２からなり、ガイド管２０２内に
は、回転駆動装置２０４に連結されるとともに、周面に
螺旋状のスパイラル羽根を形成した回転軸（図示せず）
が配設してある。この回転軸の先端には ガイド管２０
２より大径の堀削ビット２０５を設けてあり、この堀削
ビット２０５がガイド管２０２の下端から突出してい
る。
倒自在に取り付けられたガイドセル２０１と、このガイ
ドセル２０１に給進装置２０３によって移動自在に設け
られたガイド管２０２からなり、ガイド管２０２内に
は、回転駆動装置２０４に連結されるとともに、周面に
螺旋状のスパイラル羽根を形成した回転軸（図示せず）
が配設してある。この回転軸の先端には ガイド管２０
２より大径の堀削ビット２０５を設けてあり、この堀削
ビット２０５がガイド管２０２の下端から突出してい
る。
【０００５】図示しない試料搬送装置は、サンプル容器
が枢着してあり、エンドレスに回動するサンプルコンベ
アが、ガイドセルを倒したときのガイド管の下端開口の
下方をサンプル容器が通過する位置に進退自在に設けて
ある。また、サンプル容器が通過する他の適所には、図
示しない試料分析装置が設けてある。
が枢着してあり、エンドレスに回動するサンプルコンベ
アが、ガイドセルを倒したときのガイド管の下端開口の
下方をサンプル容器が通過する位置に進退自在に設けて
ある。また、サンプル容器が通過する他の適所には、図
示しない試料分析装置が設けてある。
【０００６】そして、このような従来の装置によれば
ガイド管２０２内に設けたスパイラル羽根及び先端の堀
削ビット２０５によって試料を堀削し、それを試料搬送
装置のサンプルコンベアを介してサンプル容器に採取す
ることにより、地質試料の堀削，採取を行なわれる。ま
た、採取した試料は、走行体１００内の試料分析装置に
よって分析が行われる。このように、この特開平５−１
８０７３７号公報の従来装置によれば、惑星の地質試料
を無人の宇宙機によって、採取，搬送，分析することが
可能であった。
ガイド管２０２内に設けたスパイラル羽根及び先端の堀
削ビット２０５によって試料を堀削し、それを試料搬送
装置のサンプルコンベアを介してサンプル容器に採取す
ることにより、地質試料の堀削，採取を行なわれる。ま
た、採取した試料は、走行体１００内の試料分析装置に
よって分析が行われる。このように、この特開平５−１
８０７３７号公報の従来装置によれば、惑星の地質試料
を無人の宇宙機によって、採取，搬送，分析することが
可能であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の試料採取装置には、以下のような問題点があ
った。まず、第一の問題点は、装置が大型化，複雑化す
ることである。すなわち、特開平５−１８０７３７号の
惑星地質探査装置は、上述したように、試料の採取行為
が堀削，搬送，採取の手順に分割されており、これらの
動作が各々独立の駆動手段によって行なわれていた。こ
のため、各別の駆動手段を必要とする従来の装置では、
全体が非常に大型化するとともに、駆動機構が極めて複
雑なものとなるという問題があった。
うな従来の試料採取装置には、以下のような問題点があ
った。まず、第一の問題点は、装置が大型化，複雑化す
ることである。すなわち、特開平５−１８０７３７号の
惑星地質探査装置は、上述したように、試料の採取行為
が堀削，搬送，採取の手順に分割されており、これらの
動作が各々独立の駆動手段によって行なわれていた。こ
のため、各別の駆動手段を必要とする従来の装置では、
全体が非常に大型化するとともに、駆動機構が極めて複
雑なものとなるという問題があった。
【０００８】次に、第二の問題点としては、試料採取の
達成度の信頼度が低いという点がある。すなわち、宇宙
船外における活動（ミッション）のうち試料採取作業
は、通常、無人の宇宙機によって行なわれる。このた
め、上述した従来装置のように、複数の独立した駆動手
段を有する宇宙機では、複雑かつ多工程からなる試料採
取作業の全てが無人により行なわれることとなり、試料
採取作業を含むミッション達成の信頼度が低下するおそ
れがあった。
達成度の信頼度が低いという点がある。すなわち、宇宙
船外における活動（ミッション）のうち試料採取作業
は、通常、無人の宇宙機によって行なわれる。このた
め、上述した従来装置のように、複数の独立した駆動手
段を有する宇宙機では、複雑かつ多工程からなる試料採
取作業の全てが無人により行なわれることとなり、試料
採取作業を含むミッション達成の信頼度が低下するおそ
れがあった。
【０００９】本発明は、このような従来の技術が有する
問題を解決するために提案されたものであり、小型，軽
量かつ簡易な構造の装置のみで、単一の作業工程により
試料採取を行なうことによって、確実に試料を採取する
宇宙機の試料採取装置の提供を目的とする。
問題を解決するために提案されたものであり、小型，軽
量かつ簡易な構造の装置のみで、単一の作業工程により
試料採取を行なうことによって、確実に試料を採取する
宇宙機の試料採取装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の請求項１記載の宇宙機の試料採取装置は、宇宙
機に上下動自在に取り付けられる中空筐体状のキャニス
タと、このキャニスタを上下方向に貫通して当該キャニ
スタの底面から回転しながら出没する、外周にスパイラ
ル状の溝を有するドリルと、前記キャニスタ及び前記ド
リルを前記宇宙機に上下動自在に取り付ける伸展自在の
支持部と、を具備した構成としてある。
本発明の請求項１記載の宇宙機の試料採取装置は、宇宙
機に上下動自在に取り付けられる中空筐体状のキャニス
タと、このキャニスタを上下方向に貫通して当該キャニ
スタの底面から回転しながら出没する、外周にスパイラ
ル状の溝を有するドリルと、前記キャニスタ及び前記ド
リルを前記宇宙機に上下動自在に取り付ける伸展自在の
支持部と、を具備した構成としてある。
【００１１】また、請求項２記載の宇宙機の試料採取装
置は、前記支持部の伸展と、前記ドリルの回転及び上下
動を、一の駆動手段により行なう構成としてある。
置は、前記支持部の伸展と、前記ドリルの回転及び上下
動を、一の駆動手段により行なう構成としてある。
【００１２】また、請求項３記載の宇宙機の試料採取装
置は、前記キャニスタの底面内側に、前記ドリルの外周
を覆う壁部を突設した構成としてある。
置は、前記キャニスタの底面内側に、前記ドリルの外周
を覆う壁部を突設した構成としてある。
【００１３】このような構成からなる本発明の宇宙機の
試料採取装置によれば、支持部の伸展とドリルの回転駆
動を共通の駆動手段により行なうとともに、試料の堀
削，採取，保存を単一の工程により行なうことができ
る。これにより、試料採取装置を小型，軽量かつ簡易な
構造とすることができるとともに、堀削した試料を確実
に採取，保存することができる。
試料採取装置によれば、支持部の伸展とドリルの回転駆
動を共通の駆動手段により行なうとともに、試料の堀
削，採取，保存を単一の工程により行なうことができ
る。これにより、試料採取装置を小型，軽量かつ簡易な
構造とすることができるとともに、堀削した試料を確実
に採取，保存することができる。
【００１４】さらに、請求項４記載の宇宙機の試料採取
装置は、前記宇宙機に姿勢制御手段を備えた構成として
ある。このような構成からなる宇宙機の試料採取装置に
よれば、試料堀削時のドリル，宇宙機の姿勢を安定的に
保つことができ、試料採取をより確実に行うことができ
る。
装置は、前記宇宙機に姿勢制御手段を備えた構成として
ある。このような構成からなる宇宙機の試料採取装置に
よれば、試料堀削時のドリル，宇宙機の姿勢を安定的に
保つことができ、試料採取をより確実に行うことができ
る。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の宇宙機の試料採取
装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態を
示す、試料堀削時の状態の一部断面正面図である。ま
た、図２は、本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形
態の全体を示す、試料堀削前の状態の概略正面図であ
り、図３は、同じく試料堀削時の状態の概略正面図であ
る。
装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態を
示す、試料堀削時の状態の一部断面正面図である。ま
た、図２は、本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形
態の全体を示す、試料堀削前の状態の概略正面図であ
り、図３は、同じく試料堀削時の状態の概略正面図であ
る。
【００１６】これらの図において、１０は本実施形態に
係る試料採取装置である。この試料採取装置１０は、一
般にサンプラと呼ばれ、宇宙機１に昇降自在に取り付け
られ、サンプル対象物に対して接近，離反できるように
なっている。そして、本実施形態の試料採取装置１０
は、試料を採取，保存するためのキャニスタ２０と、試
料を堀削するドリル３０、及びこれらキャニスタ２０と
ドリル３０を宇宙機１に上下動自在に取り付ける伸展自
在の支持部４０とからなる構成となっている。
係る試料採取装置である。この試料採取装置１０は、一
般にサンプラと呼ばれ、宇宙機１に昇降自在に取り付け
られ、サンプル対象物に対して接近，離反できるように
なっている。そして、本実施形態の試料採取装置１０
は、試料を採取，保存するためのキャニスタ２０と、試
料を堀削するドリル３０、及びこれらキャニスタ２０と
ドリル３０を宇宙機１に上下動自在に取り付ける伸展自
在の支持部４０とからなる構成となっている。
【００１７】試料採取用のキャニスタ２０は、宇宙機１
の下面に支持部４０を介して上下動自在に取り付けられ
ており、図１に示すように、中空の筐体状となってい
る。キャニスタ２０には、上面及び底面のほぼ中心にド
リル３０が貫通可能な一対のドリル孔２１（２１ａ，２
１ｂ）が形成してある。
の下面に支持部４０を介して上下動自在に取り付けられ
ており、図１に示すように、中空の筐体状となってい
る。キャニスタ２０には、上面及び底面のほぼ中心にド
リル３０が貫通可能な一対のドリル孔２１（２１ａ，２
１ｂ）が形成してある。
【００１８】また、このキャニスタ底面側のドリル孔２
１ｂの内側周縁には、壁部２２が突設してあり、貫通す
るドリル３０の外周を覆うようになっている。この壁部
２２によって、キャニスタ２０の底面側にドリル孔２１
と仕切られた空間が形成され、後述するように、ドリル
３０によって堀削した試料７１が保存できるようになっ
ている。
１ｂの内側周縁には、壁部２２が突設してあり、貫通す
るドリル３０の外周を覆うようになっている。この壁部
２２によって、キャニスタ２０の底面側にドリル孔２１
と仕切られた空間が形成され、後述するように、ドリル
３０によって堀削した試料７１が保存できるようになっ
ている。
【００１９】試料堀作用のドリル３０は、上述したキャ
ニスタ２０内を上下方向に貫通し、図１に示すように、
先端側がキャニスタ２０の底面側のドリル孔２１ｂから
出没するようになっている。また、ドリル３０の外周に
は、スパイラル状の溝３１が形成してある。この溝３１
は、後述するように、ドリル３０が回転することによっ
て惑星の地表等を堀削するとともに、堀削した試料７１
がこの溝３１に沿ってキャニスタ２０内に搬送されるよ
うになっている。
ニスタ２０内を上下方向に貫通し、図１に示すように、
先端側がキャニスタ２０の底面側のドリル孔２１ｂから
出没するようになっている。また、ドリル３０の外周に
は、スパイラル状の溝３１が形成してある。この溝３１
は、後述するように、ドリル３０が回転することによっ
て惑星の地表等を堀削するとともに、堀削した試料７１
がこの溝３１に沿ってキャニスタ２０内に搬送されるよ
うになっている。
【００２０】また、ドリル３０は、根元側が宇宙機１内
に設置した一軸回転駆動部５０に連結されており、後述
するように、支持部４０の中心において、回転及び上下
方向に駆動されるようになっている。
に設置した一軸回転駆動部５０に連結されており、後述
するように、支持部４０の中心において、回転及び上下
方向に駆動されるようになっている。
【００２１】支持部４０は、自らが伸展することによっ
て、キャニスタ２０を宇宙機１から惑星の地表等に昇降
させるてサンプル対象物に接近，離反させる昇降手段で
あり、図１に示すように、先端側がキャニスタ２０の上
面に固定されるとともに、根元部分が宇宙機１の下面に
取り付けられており、中心部にはドリル３０が配設され
ている。そして、宇宙機１内の一軸回転駆動部５０に接
続され、この一軸回転駆動部５０の回転運動によって上
下に伸展，収納するようになっている。
て、キャニスタ２０を宇宙機１から惑星の地表等に昇降
させるてサンプル対象物に接近，離反させる昇降手段で
あり、図１に示すように、先端側がキャニスタ２０の上
面に固定されるとともに、根元部分が宇宙機１の下面に
取り付けられており、中心部にはドリル３０が配設され
ている。そして、宇宙機１内の一軸回転駆動部５０に接
続され、この一軸回転駆動部５０の回転運動によって上
下に伸展，収納するようになっている。
【００２２】この一軸回転駆動部５０は、回転駆動を行
なう駆動手段であって、図２及び図３に示すように、宇
宙機１内に配設されている。そして、一軸回転駆動部５
０には、上述したように、ドリル３０及び支持部４０の
根元部分が各々接続され、この一軸回転駆動部５０の回
転運動によってドリル３０及び支持部４０が回転駆動さ
れ伸展，収納されるようになっている。
なう駆動手段であって、図２及び図３に示すように、宇
宙機１内に配設されている。そして、一軸回転駆動部５
０には、上述したように、ドリル３０及び支持部４０の
根元部分が各々接続され、この一軸回転駆動部５０の回
転運動によってドリル３０及び支持部４０が回転駆動さ
れ伸展，収納されるようになっている。
【００２３】なお、支持部４０としては、キャニスタ２
０を上下動できる伸展手段であれば特に限定されない
が、本実施形態では、上述のよう、ドリル３０を回転駆
動するための一軸回転駆動部５０の回転運動によって、
同時に支持部４０の伸展も行なうようにしてある。従っ
て、この支持部４０は、回転運動によって伸展できる構
成のもの、例えば、回転式展開マスト等を使用すること
が好ましい。
０を上下動できる伸展手段であれば特に限定されない
が、本実施形態では、上述のよう、ドリル３０を回転駆
動するための一軸回転駆動部５０の回転運動によって、
同時に支持部４０の伸展も行なうようにしてある。従っ
て、この支持部４０は、回転運動によって伸展できる構
成のもの、例えば、回転式展開マスト等を使用すること
が好ましい。
【００２４】ここで、回転式伸展マストとは、宇宙機の
太陽電池パドルの展開等に広く使用されている伸展手段
であり、折り畳み自在に構成されるとともに、回転運動
によって自在に伸展，収納が可能な伸展手段であり、例
えば、特開平４−５５１９７号の公報に記載されたユニ
ットマストがある。
太陽電池パドルの展開等に広く使用されている伸展手段
であり、折り畳み自在に構成されるとともに、回転運動
によって自在に伸展，収納が可能な伸展手段であり、例
えば、特開平４−５５１９７号の公報に記載されたユニ
ットマストがある。
【００２５】図４〜図７は、本実施形態における支持部
４０を構成する回転式伸展マストを示す概略説明図であ
る。これらの図に示すように、回転式伸展マストからな
る本実施形態の支持部４０は、中心軸方向に配設された
駆動棒４１が、一軸回転駆動部５０によって回転駆動さ
れることによって、折畳み状態で収納された展開ユニッ
ト４２が回転しながら伸展方向（図４，５における矢印
方向）に繰り出されてマストを形成するようになってい
る。
４０を構成する回転式伸展マストを示す概略説明図であ
る。これらの図に示すように、回転式伸展マストからな
る本実施形態の支持部４０は、中心軸方向に配設された
駆動棒４１が、一軸回転駆動部５０によって回転駆動さ
れることによって、折畳み状態で収納された展開ユニッ
ト４２が回転しながら伸展方向（図４，５における矢印
方向）に繰り出されてマストを形成するようになってい
る。
【００２６】すなわち、まず、展開ユニット４２は、図
７に示すように、３本のアームにより正三角形状に形成
されたフレーム４３が複数連接された状態で構成され、
三角形状の各頂点部分には、凹状のガイドレール４４
（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）が係合している。このガイ
ドレール４３は、一端が宇宙機１側に固定されるととも
に、図５に示すように、他端側が一定の長さだけ伸展方
向に向かって伸びており、徐々に螺旋形状に曲折し、展
開ユニット４２の各頂点部分をガイドしている。
７に示すように、３本のアームにより正三角形状に形成
されたフレーム４３が複数連接された状態で構成され、
三角形状の各頂点部分には、凹状のガイドレール４４
（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）が係合している。このガイ
ドレール４３は、一端が宇宙機１側に固定されるととも
に、図５に示すように、他端側が一定の長さだけ伸展方
向に向かって伸びており、徐々に螺旋形状に曲折し、展
開ユニット４２の各頂点部分をガイドしている。
【００２７】また、展開ユニット４２のフレーム４３の
内周には、図７に示すように、駆動棒４１に固定された
断面正六角形状の駆動ヘッド４５（図６参照）が接して
おり、駆動棒４１の回転運動が伝達されるようになって
いる。これにより、支持部４０は、一軸回転駆動部５０
によって駆動棒４１が回転すると、ガイドレール４３の
根元側に収納されていた展開ユニット４２（図４の状
態）が、駆動ヘッド４５によって順次回転駆動されて展
開し、図５に示すように、マストを構成する。
内周には、図７に示すように、駆動棒４１に固定された
断面正六角形状の駆動ヘッド４５（図６参照）が接して
おり、駆動棒４１の回転運動が伝達されるようになって
いる。これにより、支持部４０は、一軸回転駆動部５０
によって駆動棒４１が回転すると、ガイドレール４３の
根元側に収納されていた展開ユニット４２（図４の状
態）が、駆動ヘッド４５によって順次回転駆動されて展
開し、図５に示すように、マストを構成する。
【００２８】そして、本実施形態では、図示していない
が、この支持部４０の駆動棒４１の先端側に、上述した
ドリル３０が配設してあり、これによって、支持部４０
の伸展とドリル３０の回転駆動が、共通の一軸回転駆動
部５０によって行なえるようになっている。
が、この支持部４０の駆動棒４１の先端側に、上述した
ドリル３０が配設してあり、これによって、支持部４０
の伸展とドリル３０の回転駆動が、共通の一軸回転駆動
部５０によって行なえるようになっている。
【００２９】さらに、宇宙機１内には、図２及び図３に
示すように、姿勢制御部６０が備えられている。この姿
勢制御部６０は、キャニスタ２０とドリル３０が上下動
する際の宇宙機１の姿勢を適正に保持するためのもので
あり、一般に、スピン型や三軸型の姿勢制御手段が使用
される。
示すように、姿勢制御部６０が備えられている。この姿
勢制御部６０は、キャニスタ２０とドリル３０が上下動
する際の宇宙機１の姿勢を適正に保持するためのもので
あり、一般に、スピン型や三軸型の姿勢制御手段が使用
される。
【００３０】次に、このような構成からなる本実施形態
の宇宙機の試料採取装置の動作について、図１〜図３を
参照して説明する。まず、宇宙機１が調査目的となる惑
星等の対象物にランデブして接近する。対象物に接近し
た宇宙機１は、一軸回転駆動部５０を回転駆動すること
によって、支持部４０を伸展させて対象物（図１〜３に
示す地表７０）に向かってキャニスタ２０を下降，接近
させる（図２の状態）。
の宇宙機の試料採取装置の動作について、図１〜図３を
参照して説明する。まず、宇宙機１が調査目的となる惑
星等の対象物にランデブして接近する。対象物に接近し
た宇宙機１は、一軸回転駆動部５０を回転駆動すること
によって、支持部４０を伸展させて対象物（図１〜３に
示す地表７０）に向かってキャニスタ２０を下降，接近
させる（図２の状態）。
【００３１】このとき、支持部４０の伸展に伴う宇宙機
１の姿勢は、姿勢制御部６０によって安定的に制御され
ている。また、このときには、ドリル３０は支持部４０
及びキャニスタ２０内に収納された状態となっている。
１の姿勢は、姿勢制御部６０によって安定的に制御され
ている。また、このときには、ドリル３０は支持部４０
及びキャニスタ２０内に収納された状態となっている。
【００３２】次いで、地表７０にキャニスタ２０が当接
した状態（図３の状態）において、一軸回転駆動部５０
を回転駆動すると、図１に示すように、キャニスタ２０
が地表７０に当接して固定されたまま、ドリル３０がキ
ャニスタ２０の底面から下降し、地表７０の内部を掘削
進行する。
した状態（図３の状態）において、一軸回転駆動部５０
を回転駆動すると、図１に示すように、キャニスタ２０
が地表７０に当接して固定されたまま、ドリル３０がキ
ャニスタ２０の底面から下降し、地表７０の内部を掘削
進行する。
【００３３】これによって、対象物である地表７０は、
内部が粉砕されて試料７１としてドリル３０に形成され
たスパイラル形状の溝３１に沿って上昇し、掘削方向と
は逆の方向に進行していく。なおこれは、通常の工作機
械のボーリング装置等と同様の、物理的理由により実現
されるものである。
内部が粉砕されて試料７１としてドリル３０に形成され
たスパイラル形状の溝３１に沿って上昇し、掘削方向と
は逆の方向に進行していく。なおこれは、通常の工作機
械のボーリング装置等と同様の、物理的理由により実現
されるものである。
【００３４】溝３１内を上昇した試料７１は、やがて対
象物表面に固定されていキャニスタ２０内に入り、壁部
２２が途切れたところでキャニスタ２０内に拡散する。
このとき、ドリル３０は高速で回転しているので、この
回転運動の遠心力によって、試料は全てキャニスタ２０
内に拡散し、確実に採取される。
象物表面に固定されていキャニスタ２０内に入り、壁部
２２が途切れたところでキャニスタ２０内に拡散する。
このとき、ドリル３０は高速で回転しているので、この
回転運動の遠心力によって、試料は全てキャニスタ２０
内に拡散し、確実に採取される。
【００３５】試料採取後は、一軸回転駆動部５０を逆方
向に回転駆動させることによって支持部４０を格納して
キャニスタ２０を上昇させ、宇宙機１に収納して、キャ
ニスタ２０内部に保存されている試料７１を宇宙機内に
回収する。
向に回転駆動させることによって支持部４０を格納して
キャニスタ２０を上昇させ、宇宙機１に収納して、キャ
ニスタ２０内部に保存されている試料７１を宇宙機内に
回収する。
【００３６】このように、本実施形態の宇宙機の試料採
取装置によれば、支持部４０の伸展とドリル３０の回転
駆動を、共通の一軸回転駆動部５０によって行なえるた
め、試料採取装置を小型，軽量かつ簡易な構造とするこ
とができる。また、本実施形態の宇宙機の試料採取装置
では、装置の機械的駆動工程が一軸回転の直線運動のみ
で、駆動構造も単純であり、かつ、一連の試料採取作業
が単一の工程により完了するので、無人宇宙機による試
料採取のミッション達成の信頼度をきわめて高く維持す
ることが可能となる。
取装置によれば、支持部４０の伸展とドリル３０の回転
駆動を、共通の一軸回転駆動部５０によって行なえるた
め、試料採取装置を小型，軽量かつ簡易な構造とするこ
とができる。また、本実施形態の宇宙機の試料採取装置
では、装置の機械的駆動工程が一軸回転の直線運動のみ
で、駆動構造も単純であり、かつ、一連の試料採取作業
が単一の工程により完了するので、無人宇宙機による試
料採取のミッション達成の信頼度をきわめて高く維持す
ることが可能となる。
【００３７】さらに、本装置では、キャニスタ２０内へ
の試料採取が、ドリル３０の回転運動のみで行なわれる
とともに、堀削した試料は全てキャニスタ２０内に拡散
するため、重力のない宇宙空間においても確実に試料が
採取できる上、破片等が周囲に飛び散ることによって宇
宙機の破損，コンタミネーション（汚染）等が発生する
こともなく、無人宇宙機によるミッション達成の信頼度
をより向上させることができる。
の試料採取が、ドリル３０の回転運動のみで行なわれる
とともに、堀削した試料は全てキャニスタ２０内に拡散
するため、重力のない宇宙空間においても確実に試料が
採取できる上、破片等が周囲に飛び散ることによって宇
宙機の破損，コンタミネーション（汚染）等が発生する
こともなく、無人宇宙機によるミッション達成の信頼度
をより向上させることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の宇宙機の試
料採取装置によれば、小型，軽量かつ簡易な構造の装置
のみで、単一の作業工程により試料採取を行なうことに
よって、確実に試料を採取することができる。
料採取装置によれば、小型，軽量かつ簡易な構造の装置
のみで、単一の作業工程により試料採取を行なうことに
よって、確実に試料を採取することができる。
【図１】本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態を
示す、試料堀削時の状態の一部断面正面図である。
示す、試料堀削時の状態の一部断面正面図である。
【図２】本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態の
全体を示す、試料堀削前の状態の概略正面図であり、
全体を示す、試料堀削前の状態の概略正面図であり、
【図３】本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態の
全体を示す、試料堀削時の状態の概略正面図であり、
全体を示す、試料堀削時の状態の概略正面図であり、
【図４】本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態に
おける支持部の伸展構造を示す要部断面正面図である。
おける支持部の伸展構造を示す要部断面正面図である。
【図５】本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態に
おける支持部の要部斜視図である。
おける支持部の要部斜視図である。
【図６】本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態に
おける支持部の駆動ヘッドを示す斜視図である。
おける支持部の駆動ヘッドを示す斜視図である。
【図７】本発明の宇宙機の試料採取装置の一実施形態に
おける支持部の展開ユニットを示す要部断面図である。
おける支持部の展開ユニットを示す要部断面図である。
【図８】従来の惑星地質探査装置を示す全体側面図であ
る。
る。
１…宇宙機 １０…試料採取装置 ２０…キャニスタ ３０…ドリル ４０…支持部 ５０…一軸回転駆動部 ６０…姿勢制御部
Claims (4)
- 【請求項１】 宇宙機に上下動自在に取り付けられる中
空筐体状のキャニスタと、 このキャニスタを上下方向に貫通して当該キャニスタの
底面から回転しながら出没する、外周にスパイラル状の
溝を有するドリルと、 前記キャニスタ及び前記ドリルを前記宇宙機に上下動自
在に取り付ける伸展自在の支持部と、を具備したことを
特徴とする宇宙機の試料採取装置。 - 【請求項２】 前記支持部の伸展と、前記ドリルの回転
及び上下動を、一の駆動手段により行なう請求項１記載
の宇宙機の試料採取装置。 - 【請求項３】 前記キャニスタの底面内側に、前記ドリ
ルの外周を覆う壁部を突設した請求項１又は２記載の宇
宙機の試料採取装置。 - 【請求項４】 前記宇宙機に姿勢制御手段を備えた請求
項１，２又は３記載の宇宙機の試料採取装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077610A JPH09264821A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 宇宙機の試料採取装置 |
| US08/827,496 US6138522A (en) | 1996-03-29 | 1997-03-28 | Sample collecting apparatus of space machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8077610A JPH09264821A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 宇宙機の試料採取装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09264821A true JPH09264821A (ja) | 1997-10-07 |
Family
ID=13638694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8077610A Pending JPH09264821A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 宇宙機の試料採取装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6138522A (ja) |
| JP (1) | JPH09264821A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101290396B1 (ko) * | 2011-06-24 | 2013-07-26 | 주식회사 포스코 | 시료수집장치 |
| CN104155141A (zh) * | 2014-07-29 | 2014-11-19 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一体式行星表面土壤采集装置 |
| CN105973634A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-09-28 | 无锡中地钻探装备有限公司 | 地质勘探用取土组件 |
| CN106017971A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-12 | 无锡中地钻探装备有限公司 | 浅层土样取用组件 |
| CN106017979A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-12 | 无锡中地钻探装备有限公司 | 取土组件的取土装置 |
| CN106017980A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-10-12 | 无锡中地钻探装备有限公司 | 地质勘探用浅层土壤取土组件 |
| JP2017066838A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 学校法人 中央大学 | 排出対象物の排出方法、排出対象物の排出方法に使用する排出対象物収容排出装置、並びに、排出対象物収容排出装置を使用した掘削推進装置 |
| CN108414271A (zh) * | 2018-04-11 | 2018-08-17 | 史华林 | 一种农业生产土壤改良的取样装置 |
| CN111766115A (zh) * | 2020-07-02 | 2020-10-13 | 浙江省海洋水产养殖研究所 | 一种用于水产品检测的取样装置 |
| CN111982573A (zh) * | 2020-08-27 | 2020-11-24 | 青海九0六工程勘察设计院 | 一种水文地质钻式探测装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| US9863858B2 (en) * | 2014-02-12 | 2018-01-09 | Ofi Testing Equipment, Inc. | Heating and cooling jacket for test cell |
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| CN107817126B (zh) * | 2017-11-09 | 2020-06-26 | 李丹 | 一种农业土质采样装置 |
| US11460378B2 (en) * | 2017-12-01 | 2022-10-04 | RogoAg LLC | Autonomous soil sampler |
| CN108168936A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-15 | 郑州国知网络技术有限公司 | 一种园林施工用土壤取样装置 |
| WO2021114110A1 (zh) * | 2019-12-10 | 2021-06-17 | 深圳市能源环保有限公司 | 一种生活垃圾焚烧发电厂飞灰螯合物取样装置 |
| CN111766095B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-05-06 | 生态环境部南京环境科学研究所 | 一种分层取样的土壤检测用取样装置及其使用方法 |
| CN113104235A (zh) * | 2021-02-24 | 2021-07-13 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种可携带和传递月球样品的上升器 |
| CN113484070B (zh) * | 2021-06-29 | 2023-01-31 | 兰州空间技术物理研究所 | 一种地外天体采样密封容器 |
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| US2435608A (en) * | 1945-10-22 | 1948-02-10 | Nasa | Drill sampling device for fish livers |
| US3447381A (en) * | 1966-09-06 | 1969-06-03 | Commercial Testing & Eng Co | Sampling mechanism |
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1996
- 1996-03-29 JP JP8077610A patent/JPH09264821A/ja active Pending
-
1997
- 1997-03-28 US US08/827,496 patent/US6138522A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6138522A (en) | 2000-10-31 |
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