[发明专利]月球自掘进取芯机器人装置及系统

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

第一方面，本发明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。