[发明专利]一种仿生蜘蛛的月面可重构打印装置及月面原位建造方法

权利要求书

1.一种仿生蜘蛛的月面可重构打印装置，其特征在于，该装置包括软着陆缓冲机构(1)、移动机构(2)、可调节机械臂(3)、可重构末端组件(5)、机架(4)和移动增材制造模块；

所述软着陆缓冲机构(1)设置于所述机架(4)底部，用于在月球着陆前的姿态调整和着陆时的缓冲减速；所述移动机构(2)设置于所述机架(4)底部；所述可调节机械臂(3)装配于所述机架(4)的上部，所述可重构末端组件(5)连接于所述可调节机械臂(3)的一端；所述移动增材制造模块设置于所述机架(4)内部，且与所述软着陆缓冲机构(1)、移动机构(2)、可调节机械臂(3)和可重构末端组件(5)通信连接；

所述可重构末端组件(5)包括随形打印机构、钻孔注浆机构、柔性抓取机构、振捣夯实机构和铲运挖掘机构；所述移动增材制造模块用于接收施工指令并根据施工指令更换所述可重构末端组件(5)中各施工机构，从而实现月面原位建造。

2.根据权利要求1所述的一种仿生蜘蛛的月面可重构打印装置，其特征在于，所述移动机构(2)包括支撑单元和视觉定位单元；

所述支撑单元装配于所述机架(4)底部并设有多个，多个所述支撑单元在移动增材制造模块的控制系统分别用于所述打印装置的支撑和移动，以实现所述打印装置移动和打印同步进行；

所述视觉定位单元用于实时获取月面信息并将所述月面信息传输至所述移动增材制造模块并根据施工指令使打印装置定位至规划位置。

3.根据权利要求2所述的一种仿生蜘蛛的月面可重构打印装置，其特征在于，所述支撑单元设有6个；靠近打印区域的前端支撑单元用于倚靠在打印成型的建筑上，远离打印区域的后端支撑单元用于支撑所述打印装置。

4.根据权利要求1所述的一种仿生蜘蛛的月面可重构打印装置，其特征在于，所述可调节机械臂(3)在竖直方向具有240度的作业角度；所述可调节机械臂(3)在水平方向具有360度的作业角度。

5.根据权利要求1所述的一种仿生蜘蛛的月面可重构打印装置，其特征在于，移动增材制造模块包括控制单元、导航单元和驱动单元；所述控制单元由中央控制器组成，所述控制单元用于将获取的月面信息传输至地球的远程控制端，并将远程控制端所发出的控制指令传输至所述驱动单元；所述导航单元由基于GPS的传感器元件组成，用于识别打印装置的位置和状态；所述驱动单元用于接收控制指令并驱动所述移动机构、可调节机械臂和可重构末端组件完成打印作业。

6.一种月面原位建造方法，其特征在于，使用至少一个如权利要求1-5任一项所述的仿生蜘蛛的月面可重构打印装置在月球上利用原位资源完成月面建造任务。

7.根据权利要求6所述的一种月面原位建造方法，其特征在于，所述建造方法具体包括以下步骤：

步骤一，收集月球表面土壤，与打印装置内的粘合剂进行混合搅拌；

步骤二，清理月壤表面碎石，平整月面，对平整后的月面进行钻孔注浆，加固地基，并对加固后的地基振捣夯实，完成对地基的处理；

步骤三，接收并执行远程控制端的打印指令，在移动的同时打印出预设的月面建筑结构；

步骤四，重复步骤一到步骤三，利用月球原位资源打印出多个月面建筑组成的建筑群。

8.根据权利要求7所述的一种月面原位建造方法，其特征在于，还包括所述打印装置在着陆前调整姿态，扫描月球表面的地形地貌，选择合适的地点完成着陆。