[發(fā)明專利]一種用于月坑中月壤資源的3D打印設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010120069.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN111185992A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙少凡;廖超群;張琪;劉明;董雯;白海洋;汪衛(wèi)華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國空間技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): B28B1/00
• 分類號(hào): B28B1/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京智乾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11552
• 代理人: 李曉潔

本發(fā)明公開了一種用于月坑中月壤資源的3D打印設(shè)備,包括：行走裝置，月壤開采裝置，安裝于所述行走架上，用于開采月壤；土壤破碎機(jī)，安裝于所述行走架上，所述月壤開采裝置開采月壤后將所述月壤轉(zhuǎn)運(yùn)至所述土壤破碎機(jī)，由所述土壤破碎機(jī)進(jìn)行物料處理；3D打印執(zhí)行部；菲涅爾透鏡，固定安裝于所述3D打印執(zhí)行部的上方，所述菲涅爾透鏡聚焦于打印平臺(tái)；固定安裝于所述行走裝置外部的第一反射鏡及固定安裝于所述行走架或所述3D打印執(zhí)行部上的第二反射鏡。該3D打印設(shè)備可用于月球的月坑中，利用月球上的現(xiàn)有資源進(jìn)行3D打印作業(yè)，實(shí)現(xiàn)原位資源利用，進(jìn)而解決了建造永久基地所需物資必須從地球制造、運(yùn)輸?shù)瘸杀竞椭芷趩栴}。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于月球上，利用月坑中月壤原位資源的3D打印設(shè)備。

背景技術(shù)

深空探測是當(dāng)前和未來航天領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展方向。月球是深空探測研究的起點(diǎn)，還可以作為中轉(zhuǎn)站，實(shí)現(xiàn)階段性、多任務(wù)探測。自人類于1969年第一次登上月球，就沒有放棄過建設(shè)一個(gè)可供人類長期使用的月球基地的夢想。

但是，以目前的技術(shù)來講，從地球上運(yùn)送建造基地所需的設(shè)備、零部件等一切資源，無論從制造成本還是運(yùn)輸成本來說都非常高昂，而且周期跨度也非常長。眾所周知，月球表面存在數(shù)以萬計(jì)的撞擊坑，也稱“月坑”，有的月坑的深度可達(dá)8788米，陽光難以直達(dá)月坑內(nèi)部，坑中存在許多可供使用的資源，但現(xiàn)如今仍沒有一個(gè)有效利用月坑資源的方案。

為此，如何解決月球基地建設(shè)的成本及周期問題，通過月坑中資源實(shí)現(xiàn)原位資源利用，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種3D打印設(shè)備,該3D打印設(shè)備可用于月球的月坑中，并且利用月球上的現(xiàn)有資源進(jìn)行3D打印作業(yè)，實(shí)現(xiàn)原位資源利用，進(jìn)而解決了建造永久基地所需物資必須從地球制造、運(yùn)輸?shù)瘸杀竞椭芷趩栴}。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明提供一種用于月坑中月壤資源的3D打印設(shè)備，包括：1)行走裝置，所述行走裝置包括行走架及安裝于所述行走架上的行走輪組件；2)月壤開采裝置，安裝于所述行走架上，用于開采月壤；3)土壤破碎機(jī)，安裝于所述行走架上，所述月壤開采裝置開采月壤后將所述月壤轉(zhuǎn)運(yùn)至所述土壤破碎機(jī)，由所述土壤破碎機(jī)進(jìn)行物料處理；4)3D打印執(zhí)行部，安裝于所述行走架上，并通過物料輸送裝置與所述土壤破碎機(jī)連接；5)光聚焦系統(tǒng)組件，具體可包括，a、菲涅爾透鏡，固定安裝于所述3D打印執(zhí)行部的上方，所述菲涅爾透鏡聚焦于打印平臺(tái)；b、反射鏡組件，包括固定安裝于所述行走裝置外部的第一反射鏡及固定安裝于所述行走架或所述3D打印執(zhí)行部上的第二反射鏡，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡互相配合，由所述第一反射鏡將太陽光進(jìn)行反射后射向所述第二反射鏡，由所述第二反射鏡經(jīng)再次反射后射向所述菲涅爾透鏡。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還有以下進(jìn)一步方案。

進(jìn)一步，所述3D打印執(zhí)行部、所述土壤破碎機(jī)及所述月壤開采裝置依次排列，配置成一個(gè)月壤制品生產(chǎn)線。

進(jìn)一步，所述3D打印設(shè)備還包括安裝于所述行走裝置上的光電轉(zhuǎn)換組件，該光電轉(zhuǎn)換組件包括太陽能電池板、光電轉(zhuǎn)換控制器及蓄電池。

進(jìn)一步，所述太陽能電池板安裝于所述行走架的兩側(cè)，并且所述太陽能電池板包括使得所述太陽能電池板展開與收攏的折疊機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述第一反射鏡的鏡面面積大于所述第二反射鏡的鏡面面積，所述第一反射鏡反射的太陽光線一部分射向所述第二反射鏡，另一部分射向所述太陽能電池板。

進(jìn)一步，所述第一反射鏡上設(shè)有太陽追蹤器，所述第二反射鏡上設(shè)有光路監(jiān)測器，所述第一反射鏡和所述第二反射鏡分別通過所述太陽追蹤器和所述光路監(jiān)測器調(diào)整反射角度。

進(jìn)一步，所述第一反射鏡和/或所述第二反射鏡的鏡面采用非晶合金材料制成。