[发明专利]一种多功能火星钻机

权利要求书

1.一种多功能火星钻机，其特征在于，包括进给机构、旋转机构、冲击机构、取芯切断机构和夹刀机构，所述进给机构驱动旋转机构、冲击机构、取芯切断机构、密封机构和夹刀机构沿火星土壤的深度方向滑动；所述旋转机构对火星土壤进行旋转钻孔，所述冲击机构对火星土壤进行冲击而破开火星土壤中的岩石；所述取芯切断机构将旋转机构钻取的火星土壤从钻孔内切断，所述夹刀机构将旋转机构的刀具锁紧或松开而实现刀具的更换。

2.根据权利要求1所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述进给机构包括机架，设于机架上的进给电机，可旋转安装于机架上的丝杆，与丝杆螺纹传感连接的螺母，固定安装于机架上的导轨，以及可滑动安装于导轨上的滑块，所述螺母固定安装于滑块上，且进给电机的转轴与丝杆连接；在电机驱动丝杆旋转时，丝杆带动螺母和滑块沿着导轨的长度方向滑动。

3.根据权利要求2所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述旋转机构包括旋转电机，与旋转电机的转轴连接的第一主动轮，与第一主动轮啮合的第一从动轮，用于对火星土壤进行旋转钻孔的刀具，以及套设于刀具上的直线轴承，所述第一从动轮安装于刀具上。

4.根据权利要求3所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述取芯切断机构包括驱动电机，可旋转且偏心套设于刀具内的偏心管，与驱动电机的转轴连接的第二主动轮，与第二主动轮啮合的第二从动轮，以及用于与第二从动轮连接的主轴，所述主轴与偏心管连接；在驱动电机驱动第二主动轮带动第二从动轮旋转时，主轴驱动偏心管产生偏心旋转而将偏心管内的火星土壤切断。

5.根据权利要求4所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述冲击机构包括摇摆电机，与摇摆电机连接的连接轴，安装于连接轴上的摇摆轴承，连接于摇摆轴承外圈上的摆动杆，与摆动杆铰接的冲击块，设于所述主轴与冲击块之间的气缸，以及套设于冲击块上的直线轴承；在摇摆电机驱动连接轴旋转时，摇摆轴承的外圈摆动而带动摆动杆摆动，摆动杆带动冲击块撞击气缸而使气缸撞击主轴。

6.根据权利要求5所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述夹刀机构包括夹持电机，与夹持电机的转轴连接的第三主动轮，与第三主动轮啮合的第三从动轮，可滑动套设于第三从动轮内且与第三从动轮螺纹传动连接的套筒，以及与刀具螺纹连接的固定套；所述固定套上开有通孔，所述刀具的外壁上开有卡槽，且通孔套设有活动滚珠；所述套筒内壁上设有突起，在第三从动轮驱动套筒向活动滚珠方向滑动时，所述突起顶压活动滚珠而将活动滚珠的下部卡接入卡槽内，从而将刀具锁紧在固定套上，所述活动滚珠下部的体积小于其体积的一半；当第三从动轮驱动套筒反向滑动时，所述突起松开活动滚珠而对刀具进行解锁。

7.根据权利要求6所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述冲击块上设有插槽，所述摆动杆的一端可滑动插入插槽内。

8.根据权利要求7所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述摇摆电机通过第四主动轮和第四从动轮与连接轴连接，所述第四主动轮和第四从动轮相啮合，所述第四从动轮与连接轴固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述摇摆轴承的内圈表面与外部的内表面上均加工有带滚子的倾斜凹槽；当摇摆电机驱动连接轴带动摇摆轴承的内圈旋转时，滚子沿倾斜凹槽滚动而驱动摇摆轴承的外圈前后摆动。

10.根据权利要求9所述的一种多功能火星钻机，其特征在于，所述多功能火星钻机上还设有刀库，所述刀库包括储刀管，以及设于储刀管两端且与刀管固定连接的支撑架；所述储刀管内设有用于与刀具螺纹固定连接的内螺纹，用于缓冲刀具的弹簧，以及用于安装弹簧的底座。