月球自掘进取芯机器人装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种月球自掘进取芯机器人装置及系统，月球自掘进取芯机器人装置包括悬吊件、支撑驱动组件和取芯组件，悬吊件、支撑驱动组件和取芯组件依次连接，悬吊件用于与吊索连接；当月球自掘进取芯机器人装置进行取芯时，支撑驱动组件与月球自掘进取芯机器人系统的通孔内壁或月层的钻孔的内壁抵持，以使支撑驱动组件与月球自掘进取芯机器人系统或月层相对固定，支撑驱动组件驱动取芯组件钻取月芯，钻取的月芯容置于取芯组件。通过上述设置，支撑驱动组件与孔壁抵持固定，使得支撑驱动组件能够驱动取芯组件钻开月表并伸入月层，便于在无外接轴压动力装置的前提下完成原位大深度取芯。

Robot device and system of lunar self digging enterprising core

【技术实现步骤摘要】
月球自掘进取芯机器人装置及系统
本专利技术属于月球的地质探索领域，尤其涉及月球自掘进取芯机器人装置和具有该月球自掘进取芯机器人装置的月球自掘进取芯机器人系统。
技术介绍
月球以其独特的空间位置、广阔的科学探索前景及丰富的环境物质资源，成为了人类探索发现宇宙空间天体的首选。其中，获取月芯是人类探月工程中的重要步骤。目前获取月芯仍然采用常规的钻取手段，由于月球的低重力环境，钻取月芯的取芯器需要外接动力装置以提供轴压。但外接动力装置的取芯器的钻取深度受限于钻杆的长度，从而难以实现原位大深度取芯。因此，如何在取芯器不外接提供轴压的动力装置的前提下，克服月球的低重力环境以进行原位大深度取芯成为了关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种月球自掘进取芯机器人装置，能够克服月球的低重力环境以完成原位大深度取芯。为实现本专利技术的目的，本专利技术提供了如下的技术方案：第一方面，本专利技术实施例提供了一种月球自掘进取芯机器人装置，所述月球自掘进取芯机器人装置用于自月球自掘进取芯机器人系统伸入月层进行取芯，所述月球自掘进取芯机器人装置包括悬吊件、支撑驱动组件和取芯组件，所述悬吊件、所述支撑驱动组件和所述取芯组件依次连接，所述悬吊件用于与吊索连接；当所述月球自掘进取芯机器人装置进行取芯时，所述支撑驱动组件与所述月球自掘进取芯机器人系统的通孔内壁或所述月层的钻孔的内壁抵持，以使所述支撑驱动组件与所述月球自掘进取芯机器人系统或所述月层相对固定，所述支撑驱动组件驱动所述取芯组件钻取月芯，钻取的所述月芯容置于所述取芯组件。一种实施方式中，所述支撑驱动组件包括壳体、支撑件和驱动件，所述支撑件设于所述壳体的外周，所述驱动件设于所述壳体内，所述驱动件与所述取芯组件连接；所述支撑件在所述壳体的周向上可膨胀，以抵持所述通孔或所述钻孔的内壁，所述驱动件在所述壳体的轴向上可伸缩，以驱动所述取芯组件钻进所述月层。一种实施方式中所述驱动件包括依次连接的轴压驱动件、回转驱动件和振动驱动件，所述振动驱动件和所述回转驱动件均与所述取芯组件连接，所述轴压驱动件对所述回转驱动件施加轴压，以使所述回转驱动件推动所述取芯组件沿轴向方向运动；所述回转驱动件对所述振动驱动件施加周向力矩，以使所述振动驱动件带动所述取芯组件绕所述取芯组件的轴线旋转；所述振动驱动件对所述取芯组件施加振动力，以使所述取芯组件在钻取过程中振动。一种实施方式中，所述轴压驱动件包括缸体和活塞，所述缸体一端开口以形成容腔而呈筒状，所述活塞伸入所述缸体以封闭所述容腔；所述活塞与所述壳体连接固定，所述缸体与所述回转驱动件连接，或所述缸体与所述壳体连接固定，所述活塞与所述回转驱动件连接；当所述月球自掘进取芯机器人装置钻取月芯时，所述容腔充入液体或气体，以使所述缸体和所述活塞相对运动，所述缸体或所述活塞带动所述回转驱动件和所述取芯组件沿所述取芯组件的轴向方向运动。一种实施方式中，所述轴压驱动件还包括导柱，所述壳体与所述回转驱动件相对的表面设有导向孔，所述导柱伸入所述导向孔，所述导向孔的轴线方向与所述取芯组件的轴向方向平行，所述导柱远离所述导向孔的一端与所述回转驱动件连接。一种实施方式中，所述回转驱动件包括定子和转子，所述转子设于所述定子的外周，所述定子与所述轴压驱动件连接，所述定子背向所述轴压驱动件的一端与所述取芯组件连接，所述转子远离所述轴压驱动件的一端与所述振动驱动件连接；当所述月球自掘进取芯机器人装置钻取月芯时，所述转子绕所述定子的轴线旋转，以使所述振动驱动件带动所述取芯组件绕所述取芯组件的轴线旋转。一种实施方式中，所述振动驱动件包括相互连接的换能部和变幅部，所述变幅部背向所述换能部的一端与取芯组件连接；当所述月球自掘进取芯机器人装置钻取月芯时，所述换能部将电能转化为声能，所述变幅部调整所述声能的参数，以使所述取芯组件振动。一种实施方式中，所述取芯组件包括钻杆和内管，所述钻杆与所述内管均呈筒状，所述内管容置于所述钻杆，所述内管用于容置月芯；当所述月球自掘进取芯机器人装置钻取月芯时，所述驱动件驱动所述钻杆绕所述钻杆的轴线旋转。一种实施方式中，所述取芯组件还包括自封环，所述自封环设于所述内管背向所述悬吊件的一端；当所述月球自掘进取芯机器人装置钻取月芯时，所述自封环呈环状，所述月芯通过所述自封环进入所述内管；当所述月球自掘进取芯机器人装置完成取芯并离开所述月层时，所述自封环封闭以夹断所述月芯，并支撑所述内管中的月芯。一种实施方式中，所述取芯组件还包括钻头，所述钻头与所述钻杆连接，所述钻头位于所述钻杆背向所述悬吊件的一端，所述钻头设有内孔，所述内孔的轴线方向与所述钻杆的轴线方向相同；当所述月球自掘进取芯机器人装置钻取月芯时，所述钻头旋转以破开所述月层并向所述月层深处钻探，所述月芯通过所述内孔进入所述内管。一种实施方式中，所述支撑件包括多个膨胀管，所述膨胀管呈环状并套设于所述轴压驱动件的外周；所述月球自掘进取芯机器人装置与月表或所述钻孔的底面抵接时，所述膨胀管通入液体或气体而膨胀，以使所述膨胀管与所述月球自掘进取芯机器人系统的通孔内壁或所述钻孔内壁接触支撑而固定。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种月球自掘进取芯机器人系统，月球自掘进取芯机器人系统包括存储件、传动件和如第一方面任一项实施方式所述的月球自掘进取芯机器人装置，所述存储件容置所述月球自掘进取芯机器人装置钻取的月芯，所述传动件通过吊索与所述月球自掘进取芯机器人装置连接，所述传动件用于控制所述月球自掘进取芯机器人装置移动。通过设置支撑驱动组件和取芯组件，支撑驱动组件与月球自掘进取芯机器人系统的通孔或者月层的钻孔的内壁抵持固定，为支撑驱动组件提供驱动的着力位置，使得支撑驱动组件能够驱动取芯组件钻开月表并伸入月层，便于在无外接轴压动力装置的前提下完成原位大深度取芯。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的月球自掘进取芯机器人装置的结构示意图；图2是图1的月球自掘进取芯机器人装置的内部的结构示意图；图3是图1的月球自掘进取芯机器人装置的悬吊件和支撑驱动组件的结构示意图；图4是图1的月球自掘进取芯机器人装置的取芯组件的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1，，本专利技术实施例提供了一种月球自掘进取芯机器人装置100，月球自掘进取芯机器人装置100用于自月球自掘进取芯机器人系统伸入月本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种月球自掘进取芯机器人装置，其特征在于，所述月球自掘进取芯机器人装置用于自月球自掘进取芯机器人系统伸入月层进行取芯，所述月球自掘进取芯机器人装置包括悬吊件、支撑驱动组件和取芯组件，所述悬吊件、所述支撑驱动组件和所述取芯组件依次连接，所述悬吊件用于与吊索连接；当所述月球自掘进取芯机器人装置进行取芯时，所述支撑驱动组件与所述月球自掘进取芯机器人系统的通孔内壁或所述月层的钻孔的内壁抵持，以使所述支撑驱动组件与所述月球自掘进取芯机器人系统或所述月层相对固定，所述支撑驱动组件驱动所述取芯组件钻取月芯，钻取的所述月芯容置于所述取芯组件。/n

【技术特征摘要】
1.一种月球自掘进取芯机器人装置，其特征在于，所述月球自掘进取芯机器人装置用于自月球自掘进取芯机器人系统伸入月层进行取芯，所述月球自掘进取芯机器人装置包括悬吊件、支撑驱动组件和取芯组件，所述悬吊件、所述支撑驱动组件和所述取芯组件依次连接，所述悬吊件用于与吊索连接；当所述月球自掘进取芯机器人装置进行取芯时，所述支撑驱动组件与所述月球自掘进取芯机器人系统的通孔内壁或所述月层的钻孔的内壁抵持，以使所述支撑驱动组件与所述月球自掘进取芯机器人系统或所述月层相对固定，所述支撑驱动组件驱动所述取芯组件钻取月芯，钻取的所述月芯容置于所述取芯组件。


2.如权利要求1所述的月球自掘进取芯机器人装置，其特征在于，所述支撑驱动组件包括壳体、支撑件和驱动件，所述支撑件设于所述壳体的外周，所述驱动件设于所述壳体内，所述驱动件与所述取芯组件连接；所述支撑件在所述壳体的周向上可膨胀，以抵持所述通孔或所述钻孔的内壁，所述驱动件在所述壳体的轴向上可伸缩，以驱动所述取芯组件钻进所述月层。


3.如权利要求2所述的月球自掘进取芯机器人装置，其特征在于，所述驱动件包括依次连接的轴压驱动件、回转驱动件和振动驱动件，所述振动驱动件和所述回转驱动件均与所述取芯组件连接，所述轴压驱动件对所述回转驱动件施加轴压，以使所述回转驱动件推动所述取芯组件沿轴向方向运动；所述回转驱动件对所述振动驱动件施加周向力矩，以使所述振动驱动件带动所述取芯组件绕所述取芯组件的轴线旋转；所述振动驱动件对所述取芯组件施加振动力，以使所述取芯组件在钻取过程中振动。


4.如权利要求3所述的月球自掘进取芯机器人装置，其特征在于，所述轴压驱动件包括缸体和活塞，所述缸体一端开口以形成容腔而呈筒状，所述活塞伸入所述缸体以封闭所述容腔；所述活塞与所述壳体连接固定，所述缸体与所述回转驱动件连接，或所述缸体与所述壳体连接固定，所述活塞与所述回转驱动件连接；当所述月球自掘进取芯机器人装置钻取月芯时，所述容腔充入液体或气体，以使所述缸体和所述活塞相对运动，所述缸体或所述活塞带动所述回转驱动件和所述取芯组件沿所述取芯组件的轴向方向运动。


5.如权利要求3所述的月球自掘进取芯机器人装置，其特征在于，所述轴压驱动件还包括导柱，所述壳体与所述回转驱动件相对的表面设有导向孔，所述导柱伸入所述导向孔，所述导向孔的轴线方向与所述取芯组件的轴向方向平行，所述导柱远离所述导向孔的一端与所述回转驱动件连接。


6.如权利要求3所述的月球自掘进取芯机器人装置，其特征在于，所述回转驱动件包括定子和转子，所述转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国庆，谢和平，高明忠，罗通，李存宝，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44