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[发明专利]一种地外天体的钻表异构式采样系统及方法-CN202110212607.6有效
发明人： 邓湘金;金晟毅;郑燕红;赵志晖;姚猛;杨孟飞;彭兢;李青;史伟;李晟 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-02-25 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种地外天体的钻表异构式采样系统及方法，系统包括：装在地外天体采样航天器上的钻探采样模块、铲挖采样模块、样品封装模块和环境感知及视觉监测模块，铲挖采样模块与钻探采样模块对侧安装，样品封装模块在铲挖采样模块和钻探采样模块之间，环境感知及视觉监测模块的位置由铲挖采样模块、钻探采样模块和样品封装模块确定；方法为：钻探采样模块用于获取地外天体表层下方设定深度内的次表层土壤，铲挖采样模块用于获取地外天体表层土壤样品，二者采集到的样品均转移至样品封装模块中；环境感知及视觉监测模块，一用于获取钻探采样和铲挖采样的采样区地形结构，二用于对钻探采样、铲挖采样、样品封装以及样品转移过程进行视觉监测。
种地天体钻表异构式采样系统方法

[发明专利]一种深层与浅层采样联合验证平台-CN202110399028.7有效
发明人：郑燕红;张高;姚猛;邓湘金;金晟毅;赵志晖;苏若曦;贺晓洋 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-04-14 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G01V13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种深层与浅层采样联合验证平台，属于空间探测技术领域。平台包括一个支撑台、一个设备中转台，一套电源模拟件、一套信息流模拟件，一个探测器结构体及姿态调整装置、一套深层采样装置、一套浅层采样装置、一套封装装置、一套视觉感知装置、一个深层采样验证支持模块、一个浅层采样验证支持模块、一个装配操作模块、一个光照模拟模块、一个地形构造模块、一个重力模拟调整模块和模拟星壤存放模块。本发明通过探测器结构体、浅层采样验证区、深层采样验证区协同姿态调整实现着陆状态与地形状态联合模拟，为深层与浅层采样提供不同模拟星壤、不同着陆状态、不同地形状态、不同光照以及低重力联合验证环境。
一种深层采样联合验证平台

[发明专利]一种基于状态驱动的航天器地外天体采样操控系统及方法-CN202110211354.0有效
发明人：金晟毅;张高;姚猛;邓湘金;郑燕红;赵志晖;苏若曦;贺晓洋 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-02-25 - 公布日： 2023-02-17 - 主分类号： G05D1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于状态驱动的航天器地外天体采样操控系统，包括：信息调度规划子系统、数据综合子系统和接口控制子系统；所述接口控制子系统通过数据链路与目标航天器采样系统连接，完成对目标航天器采样系统的状态信息获取以及向目标航天器采样系统转发控制指令；信息调度规划子系统负责收集数据综合子系统及接口控制子系统传递的任务执行要求，并按照任务要求分解为目标航天器采样系统可执行的指令控制序列，从而目标航天器采样系统根据该指令控制序列完成相应的动作，同时判断当前动作执行是否满足状态要求，并根据执行结果和状态确定和实施下一步的动作操控。
一种基于状态驱动航天器天体采样操控系统方法

[发明专利]一种采样模拟月壤的制备方法-CN202211071840.8在审
发明人：郑燕红;邓湘金;金晟毅;贾晓宇;李青;姚猛;张高;张伍;史伟;苏若曦 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2022-08-31 - 公布日： 2022-12-13 - 主分类号： G01N1/28 文献下载
摘要：本发明公开了一种采样模拟月壤的制备方法，包括确定采样模拟月壤的原料成分，所述原料包括轻质原料和主体原料；将主体原料处理成不同粒径范围的颗粒，并确定采样模拟月壤的级配；按照采样模拟月壤的级配将不同粒径范围的细颗粒进行混合，并在深度方向上铺设粗颗粒，形成采样模拟月壤的主体混合颗粒；利用主体混合颗粒得到具有预期密实状态的块状模拟月壤；将块状模拟月壤进行横向拼接或纵向拼接，得到模拟月壤主体；在模拟月壤主体表面铺设用于模拟月球重力场的轻质原料，并进行表面形貌构造，得到采样模拟月壤。本发明配制方法灵活，可实现对月壤多种状态的包络覆盖。
一种采样模拟制备方法

[发明专利]一种臂载月壤表层定深采样封装器-CN202210805061.X在审
发明人：张高;姜生元;邓湘金;杨义鹏;郑艳红;张书洋;张朴真;张伟伟 -专利权人：哈尔滨工业大学;北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2022-07-08 - 公布日： 2022-10-21 - 主分类号： G01N1/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种臂载月壤表层定深采样封装器，属于天体研究设备技术领域。解决了采样器无法实现单独封装的问题。它包括进样腔、密闭门、按压块、限位外壳和存样腔，所述进样腔与存样腔连通，所述进样腔与存样腔之间设置有阻样晒网，所述按压块与限位外壳滑动连接，所述按压块与限位外壳之间设置有复位弹簧，所述限位外壳上转动连接有密闭门，所述按压块通过齿轮齿条与密闭门相连，所述按压块上设置有摇臂铲接口，所述限位外壳上设置有伸缩铲接口，所述摇臂铲接口和伸缩铲接口相对设置。它主要用于月壤表层定深的采样封装。
一种臂载月壤表层采样封装

[发明专利]一种月球采样封装器地一体化操作方法-CN202110216509.X有效
发明人： 邓湘金;张高;金晟毅;郑燕红;赵志晖;姚猛;李青;苏若曦;贺晓洋 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-02-26 - 公布日： 2022-08-26 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种月球采样封装器地一体化操作方法，分析决策系统生成初步控制策略，并发送给操控台A；所述操控台A生成初步控制指令后发送给地面验证器；地面验证器根据初步控制指令进行采样封装整体任务的模拟，以验证初步控制策略的有效性和正确性；在验证结果确认初步控制策略有效、正确的前提下，分析决策系统生成采样封装任务的正式控制策略，并发送给操控台B；操控台B生成正式控制指令后发送给在轨航天器；在轨航天器根据正式控制指令执行预期的采样封装任务；本发明通过地面验证器对初步控制策略进行验证，确保上行至在轨航天器的指令内容和指令顺序的正确性、有效性，准确实现预定采样封装功能。
一种月球采样封装一体化操作方法

[发明专利]一种实现月面钻取表取采样的着陆器-CN202110217991.9在审
发明人：何秋鹏;邢立坤;庞彧;柏江;李青;周晓舟;张旭辉;逯运通;黄俊;任德鹏;张正峰;舒燕;阮剑华;彭兢;邓湘金;宁献文 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-02-26 - 公布日： 2021-07-13 - 主分类号： B64G1/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种实现月面钻取表取采样的着陆器，包括着陆器主体、钻取采样装置、表取采样机械臂、太阳翼、推进系统、监测系统及着陆缓冲系统；表取采样机械臂设置在着陆器主体上表面南侧，钻取采样装置设置在着陆器主体北侧；着陆器主体上表面设有支架，用于固连外部上升器，表取采样机械臂距月面距离与距上升器顶部样品容器距离一致；太阳翼设置在着陆器主体东、西两侧；推进系统用于为着陆器提供动力并根据监测系统的反馈进行调姿调速，监测系统用于测量着陆器与月面的相对位置关系以及着陆器速度反馈给推进系统，着陆缓冲系统用于吸收着陆器降落月面的着陆冲击能量。本发明能够实现月球无人自动采样，并为上升器起飞上升提供稳定支撑平台。
一种实现月面钻取表取采样着陆

[发明专利]一种月面地形物理重构方法-CN202110212604.2在审
发明人：李青;张高;姚猛;邓湘金;郑燕红;金晟毅;彭兢;赵志晖;苏若曦;贺晓洋;曾福明 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-02-25 - 公布日： 2021-06-08 - 主分类号： B29C64/386 文献下载
摘要：本发明公开了一种月面地形物理重构方法，根据由月面地形照片合成的三维数字模型，识别和统计其中的石块、凹坑、凸起以及局部坡度信息，并分割出石块模型；根据石块模型，采用高速光固化3D打印机制备相应的石块；将月面地形的三维数字模型等比例投影到AR眼镜中并完成定位标定，由操作者佩戴所述AR眼镜按照投影图像在模拟月壤表面上完成凹坑、凸起、局部坡度特征的构筑，然后将完成制备的石块摆放到位；采用三维扫描技术检测构建结果的位置和尺寸精度，并根据检测结果进行修正；本发明能够快速精确地实现月面地形的物理重构。
一种地形物理方法

[发明专利]一种单刃直线切削负载特性测试平台-CN201811457787.9有效
发明人：孙京;迟关心;姜生元;李鹏;马超;张伟伟;全齐全;唐德威;邓宗全;侯绪研;蒙承奇;刘飞;殷参;赖小明;邓湘金;姚猛;郑燕红 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-11-30 - 公布日： 2021-04-13 - 主分类号： G01N3/58 文献下载
摘要：一种单刃直线切削负载特性测试平台，属于月面采样返回探测技术领域。本发明解决了现有技术中缺少对模拟月壤进行切削性能测试的测试平台的问题。它包括水平设置的底座、垂直固接在底座上方的机架、固设在底座上方且位于机架一侧的六维力传感器、装设在六维力传感器上方的广义模拟月壤以及设置在机架上的进尺驱动部件、冲击驱动部件、主运动驱动部件，冲击驱动部件滑动设置在水平导轨上，主运动驱动部件固设在机架上，冲击驱动部件通过主运动驱动部件的动力输出端实现其沿水平方向的滑动，进尺驱动部件固设在机架上且位于水平导轨与机架之间，水平导轨通过进尺驱动部件实现其沿竖直方向的滑动，冲击驱动部件上设置有刀具。
一种直线切削负载特性测试平台

[发明专利]一种星壤取芯软袋用拉绳系扣快速封口组件-CN201811438038.1有效
发明人：陈明;孙京;蒙承奇;刘飞;梁杰能;韩宇;刘瑞伽;张永超;马超;姜生元;邓宗全;赵曾;孟炜杰;赖小明;曾婷;殷参;邓湘金;姚猛;郑燕红 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-11-27 - 公布日： 2021-02-19 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：一种星壤取芯软袋用拉绳系扣快速封口组件，属于星表钻取采样机构领域。本发明解决了现有的在探月工程中进行取样操作时，取样软袋在封口过程中的封口行程长而影响星壤采集量的问题。第二道封口位于第一道封口与取芯软袋开口端之间，其中第一道封口包括第一拉索和第二拉索，两根拉索作为经纱对称编织在取芯软袋上，且每根拉索的两端均作为伸出段伸出取芯软袋设置，第一拉索的一个伸出段缠绕第二拉索的一个伸出段系扣，第二拉索的另一个伸出段缠绕第一拉索的另一个伸出段系扣，每根拉索上均设置有第一破断区域，第一拉索的另一个伸出段的端部及第二拉索的一个伸出段的端部均与限位环固接，第一道封口和第二道封口结构相同。
一种星壤取芯软袋用拉绳快速封口组件

[发明专利]一种切屑排屑一体化的空间球面螺旋空心月壤取芯钻具-CN201811366581.5有效
发明人：孙京;姜生元;赵德明;李鹏;梁杰能;邓湘金;郑燕红;邓宗全;唐德威;全齐全;侯绪研;马超;张伟伟;迟关心;殷参;赖小明;赵曾 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-11-16 - 公布日： 2020-05-22 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明提供了一种切屑排屑一体化的空间球面螺旋空心月壤取芯钻具，包括空间球面螺旋取芯钻头、外螺旋中空钻杆和取芯机构，空间球面螺旋取芯钻头位于外螺旋中空钻杆的端部，空间球面螺旋取芯钻头包括中空钻头基体和螺旋切削翼，中空钻头基体的一端与外螺旋中空钻杆的端部螺纹连接，另一端设有椭球形头部，在椭球形头部的端部径向内收形成月壤阻隔环，月壤阻隔环与中空钻头基体和外螺旋中空钻杆之间形成取芯机构置放空间，螺旋切削翼与中空钻头基体之间形成螺旋排屑槽；所述的取芯机构包括提拉绳、外护管、取芯软袋、芯管、导流环和外护套。本发明将切削和排屑两个不同功能集同到钻头当中，很好的兼顾了切削破坏性能和切屑排屑性能。
一种切屑一体化空间球面螺旋空心月壤取芯钻具

[发明专利]低作用力高效能模拟月岩钻进取心钻头-CN201811190567.4有效
发明人：孙京;姜生元;李鹏;张伟伟;马超;赵德明;唐德威;全齐全;邓宗全;田野;侯绪研;郭宏伟;殷参;赵曾;赖小明;邓湘金;姚猛;郑燕红 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2018-10-12 - 公布日： 2019-09-10 - 主分类号： E21B10/02 文献下载
摘要：本发明提供了一种低作用力高效能模拟月岩钻进取心钻头，包括呈空心圆筒状的钻头本体，钻头本体的端部设有椭球形头部，在椭球形头部顶端径向内收形成阻隔环，钻头本体的内表面与阻隔环间形成一取心通道，钻头本体的外表面设有螺旋翼，椭球形头部表面加工有用于排屑的椭球面螺旋翼，椭球面螺旋翼和螺旋翼共螺旋线设置，在椭球形头部上周向同轴均匀设置两组尖角切削具，分别为内尖角切削具组和外尖角切削具组，内尖角切削具组包括多个内尖角切削具，外尖角切削具组包括多个外尖角切削具，内尖角切削具的数目与椭球面螺旋翼的头数相等，外尖角切削具的数目与螺旋翼的头数相等。本发明在模月壤地面钻进试验中能获得较好的排屑效果及较高的取心率。
切削具螺旋翼尖角钻头本体椭球形内尖椭球面低作用力高效能阻隔环钻头排屑头数相等空心圆筒状均匀设置头部表面头部顶端钻进试验螺旋线内表面两组内收取心同轴心率月壤加工

[发明专利]一种四支链驱动单支链随动的并串混联装置-CN201810551223.5在审
发明人：郑燕红;姚猛;邓湘金;王硕;赵志晖;金晟毅 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2018-05-31 - 公布日： 2018-11-06 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种四支链驱动单支链随动的并串混联装置，包括基座、动平台、电动缸、十字铰、球铰以及随动支链，各个电动缸的下端部分别通过十字铰与基座的上表面连接，各个电动缸的上端部分别通过球铰与动平台的下表面连接，该随动支链的下端部通过十字铰与基座的中部连接，该随动支链的上端部与动平台的下表面连接，动平台具有两个转动自由度和一个升降自由度，各个电动缸协同运动，实现任意方向的转动和一定范围内的升降。
随动电动缸动平台十字铰混联装置上端部下表面下端部球铰升降自由度转动自由度驱动协同运动上表面转动升降

[发明专利]合作目标的单目视觉误差测量系统及误差限量化方法-CN201510107460.9有效
发明人：谭启蒙;李劲东;胡成威;蔡伟;邓湘金;陈磊 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2015-03-12 - 公布日： 2017-08-25 - 主分类号： G01C25/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种合作目标的单目视觉误差测量系统及误差限量化方法，该系统具体为合作目标外表面安装有多个视觉标记点；标定靶采用黑白棋盘格图案，用于进行相机的内参标定和外参标定；相机用于单帧采集视觉标记点和标定靶的图像并传输至计算机；经纬仪一和经纬仪二用于观测标定靶获得观测值A、观测所述视觉标记获得观测值B，将A和B传输至计算机；计算机接收相机所采集的标定图像、标记图像以及测量值A和B，计算合作目标相对于相机的位姿测量值和位姿真值，并计算获得测量误差。使用本发明提供的误差限量化方法将上述测量误差量化分解至各项关键参数指标的误差限。
合作目标目视误差测量系统限量方法

[发明专利]一种模拟月壤烘干装置-CN201710211482.9在审
发明人：姚猛;邓湘金;司永顺;韩璐;郑燕红;赵志晖;孟庆平;曹瑞强 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2017-04-01 - 公布日： 2017-08-08 - 主分类号： F26B11/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种模拟月壤烘干装置，包括加热筒、支撑座、压力表、缓冲罐、真空泵、压缩机、水箱、气体流通管路、电磁阀、转轴和摇臂；支撑座上分别安装有加热筒、转轴和摇臂，转轴两端分别与加热筒和摇臂固连，摇臂驱动加热筒绕转轴旋转，加热筒通过气体流通管路分别与缓冲罐和压缩机连通，缓冲罐通过气体流通管路依次与真空泵、水箱连通，气体流通管路上分别安装压力表和电磁阀。本发明通过加热筒、缓冲罐、真空泵和水箱的配合，实现了对模拟月壤含水率的精确控制，克服了传统烘干方法控制精度较低的难题；通过加热筒、转轴和摇臂的配合，确保了模拟月壤在加热筒中均匀受热，解决了传统烘干方法模拟月壤含水率均匀性较差的问题。
一种模拟烘干装置

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