本发明专利技术属于月球空间基地建设领域，涉及一种月面着陆器下降级及再利用的月面建筑物建造方法与系统，包括着陆器下降级、柔性结构、刚性结构、移动机器人和建造机器人。本发明专利技术通过对月面着陆器的下降级进行结构改造，在其上搭载可收纳展开的刚性结构和柔性结构，能够通过展开相应的膜材料配合下降级的支柱构造形成以刚性结构为支撑，柔性结构为外壳的样式，能够作为月面建筑的基础骨架。然后移动机器人在着陆器下降级上装载和放置预制出入口舱体，最后利用建造机器人采集和运输月壤，并沿着着陆器下降级自下而上地在柔性结构外壳上覆盖和压实月壤，从而完成以着陆器下降级为骨架、具有月壤保护层的月球建筑的建造，避免了物质资源和运输资源的浪费。源和运输资源的浪费。源和运输资源的浪费。
【技术实现步骤摘要】
月面着陆器下降级及再利用的月面建筑物建造方法与系统
[0001]本专利技术属于月球基地建造领域，更具体地，涉及一种月面着陆器下降级及再利用的月面建筑物建造方法与系统。
技术介绍
[0002]近几十年来，人类已探明月球蕴含着丰富的资源，具有重要的利用价值和战略意义。月球作为距离地球最近的天体，适合人类作为第一个地外探测和科学研究基地。在一系列的月球探索和科学研究任务中，建立月球建筑是其中重要的内容之一。月球建筑是月球基地建设的重要基础和各国探索月球和开发利用月球资源的必要设施，而地月之间的超远距离以及月球上低重力、高真空和小行星撞击等恶劣环境，使得运输和建造成本大幅上升。目前月球建筑的方案普遍采用的是地球运输部分材料，月球原位资源利用为主的建造方案。
[0003]此外，在登月活动的任务中，着陆器在相关任务中发挥了至关重要的作用。在当前的探月活动中，着陆器主要的任务是运输相应的科学仪器和设备，以及在着陆后完成相应的定点探测任务，之后就失去了使用价值，这无疑是对宝贵的物质资源和运输资源的浪费。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种月面着陆器下降级及再利用的月面建筑物建造方法与系统，其目的在于同时解决降低月面建筑物的运输和建造成本以及下降级废弃导致的资源浪费的技术问题，克服月面环境、月面资源条件和太空运输条件的限制。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种月面着陆器下降级，包括主支柱、上部平台、刚性结构和柔性结构；
[0006]多个主支柱分散支撑上部平台；
[0007]至少两个相邻的主支柱之间设有所述刚性结构；所述刚性结构包括固定端骨架、中间骨架、自由端骨架、固定部和膜材料A；固定端骨架和固定部分别一一对应设置在两个相邻的主支柱上，自由端骨架设置于两个相邻的主支柱之间靠近固定部的一侧，多个中间骨架设于固定端骨架和自由端骨架之间；膜材料A附着在固定端骨架、中间骨架和自由端骨架上；初始状态下，中间骨架和自由端骨架全部位于固定端骨架一侧以使膜材料A折叠收纳；使用状态下，移动自由端骨架带动中间骨架和膜材料A展开，最后移动自由端骨架通过固定部固定；
[0008]所述柔性结构设置于所述上部平台上，包括膜材料B；当膜材料A展开完成后，膜材料B向下展开覆盖月面着陆器下降级的对应侧面。
[0009]进一步地，所述柔性结构还包括导向环、滚筒装置；
[0010]所述滚筒装置横置于所述上部平台上，所述膜材料B卷绕收纳于所述滚筒装置中；所述膜材料B上位于所述滚筒装置之外的底部边角通过导向环连接主支柱，以在膜材料B向
下展开时进行导向。
[0011]进一步地，所述滚筒装置包括旋转装置、固定部件A、固定部件B和连接部件；
[0012]膜材料B卷绕在旋转装置上从而收纳于所述滚筒装置中；
[0013]旋转装置通过固定部件A、固定部件B配合安装在上部平台上；连接部件将固定部件A和固定部件B可拆卸地连接。
[0014]进一步地，导向环为可伸缩结构，以在导向环下降至主支柱底部时收缩固定。
[0015]进一步地，中间骨架和自由端骨架中的至少一个为可伸缩结构，以在沿着两个相邻主支柱之间的路径移动时适应性地收缩或扩展。
[0016]进一步地，所述膜材料A的形状尺寸被配置为当自由端骨架到达带有固定部的主支柱完成固定时，膜材料A完全展开并被张拉收紧。
[0017]按照本专利技术的另一方面，提供了一种月面着陆器下降级再利用的月面建筑物建造系统，用于利用如前任一项所述的月面着陆器下降级进行月面建筑物建造，包括移动机器人和建造机器人：
[0018]所述移动机器人用于在已完成刚性结构和柔性结构展开铺放的着陆器下降级上装载和放置出入口舱体；
[0019]所述建造机器人用于采集和运输月壤，并沿着装好出入口舱体的着陆器下降级周围由下而上地覆盖和压实月壤。
[0020]按照本专利技术的另一方面，提供了一种月面着陆器下降级再利用的月面建筑物建造方法，基于如前任一项所述的月面着陆器下降级和所述的月面建筑物建造系统实现，包括以下步骤：
[0021]着陆器下降级刚性结构铺膜：着陆器下降级完成脱离后，刚性结构开始自动展开，并沿着着陆器下降级的两条相邻的主支柱之间的路径开始铺设膜材料A，直至完成铺设并保持膜材料A处于张拉、收紧的状态；
[0022]着陆器下降级柔性结构铺膜：完成着陆器下降级刚性结构铺膜后，柔性结构开始沿着主支柱向下展开，直至完成膜材料B的铺设并保持膜材料A处于张拉和收紧的状态；
[0023]出入口舱体安装步骤：刚性结构和柔性结构铺设完成后，将预制的出入口舱体运输并放置在着陆器下降级的两根主支柱之间，调整预制的出入口舱体的位置和角度，并缓慢向着陆器下降级内部推进，使出入口舱体与刚性结构和柔性结构结合形成整体；
[0024]月壤铺设步骤：在出入口舱体安装完成后，沿着着陆器下降级及出入口舱体四周铺设月壤，由下及上逐层覆盖和压实月壤，从而完成月球建筑的建造。
[0025]进一步地，柔性结构的膜材料B底部的两个边角设计有通孔，柔性结构中的导向环也设计有通孔，所述膜材料B和导向环通过连接构件穿过各自的通孔连接；在着陆器下降级柔性结构铺膜步骤中，所述的导向环套在着陆器下降级的主支柱上，在程序指令下，导向环沿着主支柱下滑，并带动膜材料B同步展开呈张拉状态并紧贴着主支柱下滑，当导向环到达主支柱底部设计的位置时收紧固定，从而完成着陆器下降级一侧的柔性结构的布置；若多侧布置柔性结构则重复以上步骤，完成整个柔性结构的布置。
[0026]进一步地，在着陆器下降级作为出入口侧的刚性结构和柔性结构上设计有预制的孔洞，其大小与出入口舱体相匹配以便于连接；
[0027]所述出入口舱体表面涂抹了可与膜材料B粘合的材料形成环状结构，将出入口舱
体从预置的孔洞处推入着陆器下降级，直至环状结构与膜材料接触后停止推入，待环状结构与膜材料B相互粘合以将刚性结构和柔性结构与出入口舱体之间的孔隙封闭。
[0028]总体而言，本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0029]1、本专利技术通过对月面着陆器的下降级进行结构改造，在其上搭载可收纳展开的刚性结构和柔性结构，能够通过展开相应的膜材料配合下降级的支柱构造形成以刚性结构为支撑，柔性结构为外壳的样式，能够作为月面建筑的基础骨架，同时实现了着陆器下降级的永久利用，避免了物质资源和运输资源的浪费。
[0030]2、本专利技术以折叠收纳和卷绕收纳的方式实现膜材料在下降级上的直接搭载及展开使用，能够最大程度地简化结构、减少需要运输的构件数量及重量，节约运输资源。
[0031]3、采用可伸缩的导向环作为柔性结构中膜材料的牵引导向和固定件，有利于实现柔性结构展开及固定的自动化操作，简化作业流程和作业设备，节约运输资源，降低施工难度。
[0032]4、在出入口舱体上使用粘合材料配合膜材料实现出入口舱体本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种月面着陆器下降级，其特征在于，包括主支柱、上部平台、刚性结构和柔性结构；多个主支柱分散支撑上部平台；至少两个相邻的主支柱之间设有所述刚性结构；所述刚性结构包括固定端骨架(1)、中间骨架(3)、自由端骨架(4)、固定部和膜材料A(2)；固定端骨架(1)和固定部分别一一对应设置在两个相邻的主支柱上，自由端骨架(4)设置于两个相邻的主支柱之间靠近固定部的一侧，多个中间骨架(3)设于固定端骨架(1)和自由端骨架(4)之间；膜材料A(2)附着在固定端骨架(1)、中间骨架(3)和自由端骨架(4)上；初始状态下，中间骨架(3)和自由端骨架(4)全部位于固定端骨架(1)一侧以使膜材料A(2)折叠收纳；使用状态下，移动自由端骨架(4)带动中间骨架(3)和膜材料A(2)展开，最后移动自由端骨架(4)通过固定部固定；所述柔性结构设置于所述上部平台上，包括膜材料B(7)；当膜材料A(2)展开完成后，膜材料B(7)向下展开覆盖月面着陆器下降级的对应侧面。2.如权利要求1所述的月面着陆器下降级，其特征在于，所述柔性结构还包括导向环(8)、滚筒装置(6)；所述滚筒装置(6)横置于所述上部平台上，所述膜材料B(7)卷绕收纳于所述滚筒装置(6)中；所述膜材料B(7)上位于所述滚筒装置(6)之外的底部边角通过导向环(8)连接主支柱，以在膜材料B(7)向下展开时进行导向。3.如权利要求2所述的月面着陆器下降级，其特征在于，所述滚筒装置(6)包括旋转装置(61)、固定部件A(62)、固定部件B(63)和连接部件(64)；膜材料B(7)卷绕在旋转装置(61)上从而收纳于所述滚筒装置(6)中；旋转装置(61)通过固定部件A(62)、固定部件B(63)配合安装在上部平台上；连接部件(64)将固定部件A(62)和固定部件B(63)可拆卸地连接。4.如权利要求2所述的月面着陆器下降级，其特征在于，导向环(8)为可伸缩结构，以在导向环(8)下降至主支柱底部时收缩固定。5.如权利要求1所述的月面着陆器下降级，其特征在于，中间骨架(3)和自由端骨架(4)中的至少一个为可伸缩结构，以在沿着两个相邻主支柱之间的路径移动时适应性地收缩或扩展。6.根据权利要求1或5所述的月面着陆器下降级，其特征在于，所述膜材料A(2)的形状尺寸被配置为当自由端骨架(4)到达带有固定部的主支柱完成固定时，膜材料A(2)完全展开并被张拉收紧。7.一种月面着陆器下降级再利用的月面建筑物建造系统，用于利用权利要求1
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6任一项所述的月面着陆器下降级进行月面建筑物建造...
【专利技术属性】
技术研发人员：周诚，丁烈云，李雄彬，周燕，文世峰，高玉月，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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