本發明屬于月球探測，涉及一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置。

背景技術：

1、未來月球資源開發過程中，需要原位采集一定量的月壤加注到月面原位加工廠或月面試驗室。月壤原位加工廠可以通過一定的化學過程，利用月壤原位生成氧氣，用來支持月面生命活動或者作為航天器的推進劑降低人類進入深空的成本。月壤原位加工廠還可以通過月面3d打印技術制成功能結構，進行月面建造。月面試驗室可以利用月壤作為一些生物試驗的原材料。月面原位加工廠和月面試驗室需要通過月壤加注裝置定期從外界定期獲取月壤。月面原位加工廠和月面試驗室也稱為月壤加注對象。一些情況下，月壤加注對象不能與外界月面環境直接連通，這要求月壤加注裝置具有月面環境隔離功能和定期加注月壤功能。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題是：鑒于上述問題，本發明提供一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，通過配合錐面密封和順次直線動作，實現月壤的加注和月面環境隔離，并且加注過程中有密封要求的運動副不直接接觸月壤，避免了月塵對運動副的磨損，減小運動卡滯風險。

2、本發明采用如下技術方案：一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，包括：月壤暫存艙、漏斗、支撐座、手柄、拉桿、上錐體、壓簧、波紋管、下錐體；手柄安裝在支承座上的手柄安裝孔中并插入漏斗中，支撐座安裝在漏斗大端，漏斗小端與月壤暫存艙的進口連通；拉桿一端插入手柄伸入漏斗中的一端，拉桿依次穿過上錐體的中心孔、壓簧及波紋管，拉桿的另一端與下錐體連接；上錐體、壓簧、波紋管與下錐體位于月壤暫存艙內；壓簧和波紋管位于上錐體與下錐體之間，壓簧位于波紋管內。

3、進一步的，月壤暫存艙包括上錐殼、圓筒和下錐殼，所述上錐殼的小端為月壤暫存艙的進口，通過法蘭與漏斗小端連接，上錐殼的大端通過法蘭與圓筒一端連接；所述下錐殼的小端為月壤暫存艙的出口，大端通過法蘭與圓筒另一端連接。

4、進一步的，所述漏斗的小端出口處設有法蘭結構，大端端口上分布有3～4個連接螺釘孔，大端一側設有月壤添加的空間。

5、進一步的，所述支撐座上設有若干個安裝爪與所述漏斗連接，支撐座上的手柄安裝孔的中心軸穿過漏斗小端端口的中心且垂直于漏斗小端端口平面。

6、進一步的，所述手柄上端設有圓盤手持結構，下端為圓管結構，圓管結構穿過所述支撐座上的手柄安裝孔，并能夠在手柄安裝孔中上下滑動，圓管結構與拉桿連接的一端的內孔中設有限位臺階。

7、進一步的，所述拉桿一端穿過手柄圓管結構中的限位臺階，并連接限位裝置，限位裝置用于連接欄桿和手柄。

8、進一步的，所述上錐體沿中心軸設有通孔，小端頂面設有高度在2mm-4mm之間的圓柱臺階，臺階直徑小于手柄的圓管結構內孔，大端端面與波紋管通過膠接或焊接實現密封連接。

9、進一步的，所述下錐體包括兩段圓錐體，兩段圓錐體的大端相連接，下錐體一端中心設有拉桿連接接口，并與波紋管通過膠接或焊接實現密封連接。

10、進一步的，初始狀態下，上錐體在壓簧作用下將月壤暫存艙的進口關閉，下錐體在壓簧作用下將月壤暫存艙的出口關閉。

11、進一步的，當手柄下壓時，推動上錐體下移，打開月壤暫存艙通道進口，月壤在重力作用下下落進入月壤暫存艙體；當手柄上拉時，壓簧驅動上錐體復位關閉月壤暫存艙進口，下錐體向上移動，打開月壤暫存艙出口，月壤從月壤暫存艙出口下落，實現加注。

12、本發明與現有技術相比的有益效果：

13、1、本發明保證通過一個操作手柄的簡單下壓和上拉，實現月壤的加注，操作過程簡單；

14、2、本發明實現在月壤加注過程，月壤加注對象與外界月面環境的密封隔離；

15、3、本發明在月壤的加注過程，運動副與月壤不直接接觸月壤，較小了磨損和運動卡死的風險。

技術特征：

1.一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，包括：月壤暫存艙(1)、漏斗(2)、支撐座(3)、手柄(4)、拉桿(7)、上錐體(8)、壓簧(9)、波紋管(10)、下錐體(11)；手柄(4)安裝在支承座(3)上的手柄安裝孔中并插入漏斗(2)中，支撐座(3)安裝在漏斗(2)大端，漏斗(2)小端與月壤暫存艙(1)的進口連通；拉桿(7)一端插入手柄(4)伸入漏斗中的一端，拉桿(7)依次穿過上錐體(8)的中心孔、壓簧(9)及波紋管(10)，拉桿(7)的另一端與下錐體(11)連接；上錐體(8)、壓簧(9)、波紋管(10)與下錐體(11)位于月壤暫存艙(1)內；壓簧(9)和波紋管(10)位于上錐體(8)與下錐體(11)之間，壓簧(9)位于波紋管(10)內。

2.根據權利要求1所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，月壤暫存艙(1)包括上錐殼(101)、圓筒(102)和下錐殼(103)，所述上錐殼(101)的小端為月壤暫存艙(1)的進口，通過法蘭與漏斗(2)小端連接，上錐殼(101)的大端通過法蘭與圓筒(102)一端連接；所述下錐殼(103)的小端為月壤暫存艙(1)的出口，大端通過法蘭與圓筒(102)另一端連接。

3.根據權利要求1所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，所述漏斗(2)的小端出口處設有法蘭結構，大端端口上分布有3～4個連接螺釘孔，大端一側設有月壤添加的空間。

4.根據權利要求1所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，所述支撐座(3)上設有若干個安裝爪與所述漏斗(2)連接，支撐座(3)上的手柄安裝孔的中心軸穿過漏斗(2)小端端口的中心且垂直于漏斗(2)小端端口平面。

5.根據權利要求1所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，所述手柄(4)上端設有圓盤手持結構，下端為圓管結構，圓管結構穿過所述支撐座(3)上的手柄安裝孔，并能夠在手柄安裝孔中上下滑動，圓管結構與拉桿(7)連接的一端的內孔中設有限位臺階。

6.根據權利要求5所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，所述拉桿(7)一端穿過手柄(4)圓管結構中的限位臺階，并連接限位裝置，限位裝置用于連接欄桿(7)和手柄(4)。

7.根據權利要求5所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，所述上錐體(8)沿中心軸設有通孔，小端頂面設有高度在2mm-4mm之間的圓柱臺階，臺階直徑小于手柄(4)的圓管結構內孔，大端端面與波紋管(10)通過膠接或焊接實現密封連接。

8.根據權利要求1所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，所述下錐體(11)包括兩段圓錐體，兩段圓錐體的大端相連接，下錐體(11)一端中心設有拉桿(7)連接接口，并與波紋管(10)通過膠接或焊接實現密封連接。

9.根據權利要求1～8任一所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，初始狀態下，上錐體(8)在壓簧(9)作用下將月壤暫存艙(1)的進口關閉，下錐體(11)在壓簧(9)作用下將月壤暫存艙(1)的出口關閉。

10.根據權利要求9所述的一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，其特征在于，當手柄(4)下壓時，推動上錐體(8)下移，打開月壤暫存艙(1)通道進口，月壤在重力作用下下落進入月壤暫存艙體(1)；當手柄(4)上拉時，壓簧(9)驅動上錐體(8)復位關閉月壤暫存艙(1)進口，下錐體(11)向上移動，打開月壤暫存艙(1)出口，月壤從月壤暫存艙(1)出口下落，實現加注。

技術總結
本發明公開了一種具有環境隔離功能的月面月壤加注裝置，包括月壤暫存艙、漏斗、支撐座、手柄、拉桿、上錐體、下錐體、壓簧、波紋管；手柄安裝在支承座上端，支撐座安裝在漏斗上端，漏斗下端與月壤暫存艙上端進口連通。月壤暫存艙下端設有出口。上錐體、壓簧、波紋管與下錐體位于月壤暫存艙內。壓簧將上錐體和下錐體分別壓緊在月壤暫存艙的進口和出口實現進口和出口的關閉。手柄下壓推動上錐體下移，打開月壤暫存艙進口；手柄上拉，壓簧驅動上錐體復位關閉月壤暫存艙進口，下錐體向上移動，打開月壤暫存艙出口。本發明結構簡單，操作方便，實現月面月壤加注和環境隔離，并避免月壤進入運動副，減小磨損和卡滯風險。

技術研發人員：余運鋒,周艾玉,竹陽升,易凌宇,瞿水群,袁勇,陳輝,賴東方
受保護的技術使用者：上海宇航系統工程研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28