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[发明专利]一种内置式软质月壤样品取样机构-CN201510850160.X有效
发明人：孟炜杰;殷参;赵曾;王国欣;曾婷;尹忠旺;仉恒毅 -专利权人：北京卫星制造厂
申请日： 2015-11-27 - 公布日： 2018-10-09 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种内置式软质月壤样品取样机构，芯管上接头、提芯拉绳、取芯管、固定环、钻杆接头、限位环、软质取芯袋、钻杆、取芯带、导向环、芯管下接头、提拉头组件、封口器和钻头，钻杆接头、钻杆与钻头固定连接后组成空心钻具，芯管上接头、取芯管与芯管下接头组成硬质取芯管，芯管下接头具有内部环腔结构，软质取芯袋连接在封口器上，封口器被预置在芯管下接头的环腔中，限位环安装在软质取芯袋上，取芯带穿过导向环并固定连接在提拉头组件上，本发明机构简单、工作可靠，能够保持深层月壤样品的层序信息，包裹月壤样品的软质取芯袋能够实现将月面以下2m的深层月壤样品原位包裹缠绕回收，节省回收空间。
一种内置式软质月壤样品取样机构

[发明专利]月壤钻探取心机构性能测试系统-CN201410312045.2有效
发明人：岳洪浩;邓宗全;唐德威;姜生元;吴淼 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2014-07-03 - 公布日： 2014-09-24 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明为月壤钻探取心机构性能测试系统，台架下部有两点支撑，分别为台架底座和台架支脚，台架支脚与台架之间有可调托板，台架为一长条形结构，台架上平面设有导轨，导轨上部通过导轨连接月壤筒及驱动机构，月壤筒下部有滚珠丝杠驱动机构的丝母，通过丝杠与驱动电机连接，台架另一端设有钻具回转驱动机构，钻具回转驱动机构为两平行式减速器传动形式，其中，与钻具连接的轴为中空结构，钻具中空轴后部设有软袋测试机构，并通过采用倾斜钻具的钻进角度方式模拟月球的重力环境，通过光幕式传感器、压力传感器、扭矩传感器等方式来检测钻具钻进时样品的取心率、取心软袋形态以及取心软袋缠绕特性等指标，给月壤采样装置设计取得数据依据。
钻探心机性能测试系统

[发明专利]一种集约式月面水资源提取与密封一体化装置-CN202010635076.7在审
发明人：庞勇;赖小明;姚伟;曾婷;杨帅;刘德赟;王露斯;刘灿发 -专利权人：北京卫星制造厂有限公司
申请日： 2020-07-03 - 公布日： 2020-11-20 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种集约式月面水资源提取与密封一体化装置，属于深空探测领域；包括钻进驱动模块、波纹管、螺旋钻具、下套筒、月壤通止阀、水汽冷凝存储模块、水蒸气导管、月壤存储容器、加热搅拌螺旋杆和加载丝杠；螺旋钻具与驱动模块对接；加载丝杠与钻进驱动模块固连；波纹管套装在螺旋钻具外壁；下套筒设置在波纹管底端；月壤存储容器与下套筒的侧壁连通；月壤通止阀设置在月壤存储容器与下套筒连通处；加热搅拌螺旋杆设置在月壤存储容器的中心处；水汽冷凝存储模块设置在月壤存储容器的一侧；水汽冷凝存储模块与月壤存储容器之间通过水蒸气导管连通；本发明通过钻取输送与加热密封一体化设计，解决了月面极区真空环境下水提取的难题。
一种集约式月面水资源提取密封一体化装置

[发明专利]月球月壤浅层钻孔取心方法-CN200910272392.6有效
发明人：李天明;李大佛;陈洪俊;刘红旗;许少宁 -专利权人：武汉地大长江钻头有限公司
申请日： 2009-10-13 - 公布日： 2010-04-14 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明月球月壤浅层钻孔取心方法，涉及月球松散层月壤钻探取样方法，本发明方法针对月球浅层月壤为全无胶结性的松散砂子的特质，采用钻头中心钻孔，随着钻头钻进深入，使被钻动的干燥松散的岩心由钻头外围的取心套管加以收集的取心方法，实施本发明方法的钻具的螺杆钻头下部为钻头叶片，上部轴承座与轴承静配合连接，连接套与轴承固定连接，取心套管通过其外管口上端与连接套的螺纹连接而套装在螺杆钻头外围，由取心套管的内管口集取岩心，本发明技术创新，技术效果突出，本发明将传统的钻内管取心方法的最大取心率30.7％提高到95％以上，全面解决了松散砂粒层中取心的难题，为探月地质研究提供了一种可行的月壤浅层钻孔取心方法和实施钻具。
月球月壤浅层钻孔方法

[发明专利]一种钻取试验方法及试验系统-CN201711362901.5在审
发明人：赵曾;孟炜杰;莫桂冬;庞勇;殷参;王国欣;赵帆 -专利权人：北京卫星制造厂
申请日： 2017-12-18 - 公布日： 2018-06-29 - 主分类号： G01M99/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种钻取试验方法及试验系统，属于深空探测技术领域。所述钻取试验方法，包括将模拟星壤单元、取芯钻具单元及钻具驱动单元同轴设置，使所述模拟星壤单元、取芯钻具单元及钻具驱动单元与水平面呈预设夹角，进行钻取试验。本发明实施例提供的钻取试验方法，通过将模拟星壤单元、取芯钻具单元及钻具驱动单元同轴设置，并使之与水平面呈预设夹角，实现低重力模拟，该方法简单、安全可靠，可多次重复试验，且能够满足较长钻取时间要求，试验成本低
钻取试验驱动单元取芯钻具模拟星钻具试验系统同轴设置预设夹角多次重复深空探测时间要求试验成本重力模拟

[实用新型]一种月球大深度随钻随护实验室模拟取芯装置-CN202222679922.2有效
发明人：刘涛;莫定强;朱亮宇;杨东升;赵治宇;吴一凡;高明忠;谢和平 -专利权人：四川大学
申请日： 2022-10-11 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： G09B25/02 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种月球大深度随钻随护实验室模拟取芯装置，属于模拟取芯技术领域，包括真空舱，所述真空舱内设置有月壤桶，所述月壤桶上部设置有取芯器，所述月壤桶连接有冷却装置，所述真空舱外连接有真空泵。通过设置冷却装置，可以改变月壤桶的温度，使桶内模拟月壤降至所需温度，以拟实月球超低温状态。
一种月球深度随钻随护实验室模拟装置

[发明专利]一种面向复杂月面工况的无人自主自适应钻进方法-CN201611091886.0有效
发明人：庞勇;赖小明;王国欣;梁岩里;殷参;赵曾;莫桂冬 -专利权人：北京卫星制造厂
申请日： 2016-12-01 - 公布日： 2019-04-09 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：一种面向复杂月面工况的无人自主自适应钻进方法，首先将可选择的螺旋钻具钻进参数组合按照容易钻进模拟月壤组合中模拟月壤的程度进行排序，获得包括多个钻进参数组合的第一结果；然后根据螺旋钻具进尺驱动机构的驱动能力、安全裕度，设定第一结果中各个钻进参数组合的钻进力载判断阈值，并作为第二结果；最后获取当前需要钻进的实际工况月壤，根据第一结果中的多个钻进参数依次对实际月壤进行钻进，并使用第二结果中的钻进力载判断阈值进行判断，直至完成实际月壤钻进取样，并生成第三结果。本发明方法通过对钻进参数组合进行排序，解决了螺旋钻具对月壤的钻进取芯性能评价问题，简单有效，具有很好的使用价值。
钻进钻进参数月壤螺旋钻模拟月壤自适应月面排序安全裕度驱动机构驱动能力实际工况性能评价钻进取芯取样

[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。
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]一种钻具热特性等效方法-CN201811533778.3在审
发明人：贾闽涛;赵曾;张涛;凌阿斌;张梦梦;庞勇;赵丹妮 -专利权人：北京卫星制造厂有限公司
申请日： 2018-12-14 - 公布日： 2019-04-16 - 主分类号： G01M13/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种钻具热特性等效方法，所述方法包括如下步骤：步骤一：建立钻进过程中钻头温升的理论模型；步骤二：搭建模拟月球表面真空环境的试验系统，并进行钻取试验，得到钻头底面与月壤的摩擦系数μ₁、钻头底面与月壤的摩擦系数μ₂和热功当量系数J；步骤三：将步骤二中的钻头底面与月壤的摩擦系数μ₁、钻头底面与月壤的摩擦系数μ_{2钻具扭矩、钻压力参数的条件下，最终确定温升的等效模型公式，实现钻具温升的实时测算。}
钻头摩擦系数μ 底面温升月壤钻具理论模型热功当量热特性表面真空等效模型模拟月球试验系统压力参数回转钻进钻取测算监测试验

[发明专利]一种带有导流环的月壤钻进取芯机构-CN201710847535.6有效
发明人：邓宗全;梁杰能;马超;蒙承奇;姜生元;陈明 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2017-09-19 - 公布日： 2020-06-23 - 主分类号： E21B25/06 文献下载
摘要：一种带有导流环的月壤钻进取芯机构，属于月面钻取采样机构领域。针对目前钻进取芯机构进样端无防护功能，导致的取芯机构法向提芯力不可控、取芯性能下降，取芯封口器失效等问题，本发明在钻进机构和取芯机构之间设置了导流环，该导流环为薄壁环结构，其一端紧邻钻头且与护套过盈配合，其另一端延伸至芯管内部、且与芯管之间留有间隙，临近芯管一侧的导流环构型为整环构型、整环开槽构型或整环开瓣；取芯软袋和提芯拉绳为一体化编织，取芯软袋附于芯管外壁上，提芯拉绳位于芯管内并延伸至芯管顶端。本发明能有效解决取芯机构在钻取月壤时产生芯管不同轴问题，适用于探月工程的月壤取样项目。
一种带有导流钻进机构

[发明专利]月壤水冰钻进过程样本温升仿真预示方法及系统-CN202211624663.1在审
发明人：张伟伟;赵永卫;赵德明;崔金生;任德鹏;杨旭;汪凌昕;唐钧跃;阮旭;姜生元;季节;王振龙;迟关心 -专利权人：哈尔滨工业大学;广州大学
申请日： 2022-12-16 - 公布日： 2023-05-16 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种月壤水冰钻进过程样本温升仿真预示方法及系统，属于月球水冰探测、温度场仿真技术领域，其中，该方法包括：根据极地月壤性质匹配月壤特性参数，根据月壤特性参数建立月壤水冰颗粒系统；获取钻杆内径、外径、壁厚以及瞬时热源的发热量和发热功率输入EDEM仿真软件中建立钻具理论温升模型；基于水冰颗粒系统和钻具理论温升模型进行单齿切削仿真试验，确定热源点和生热能量分配比例；整合月壤水冰颗粒系统、钻具理论温升模型和生热能量分配比例建立机‑壤作用离散元温升模型。该方法增加了对流、热辐射等传热形式仿真，建立的仿真模型更接近真实情况，进而获得仿真模型可以对进行钻进过程中钻具和月壤水冰温升预示。
月壤水冰钻进过程样本仿真预示方法系统

[发明专利]月球月壤钻孔孔外取芯装置-CN201110043881.1有效
发明人：李大佛;李天明;陈洪俊;雷艳;刘红旗;许少宁 -专利权人：武汉地大长江钻头有限公司
申请日： 2011-02-24 - 公布日： 2011-07-06 - 主分类号： G01N1/04 文献下载
摘要：本发明月球月壤钻孔孔外取芯装置，属月球松散月壤取样设备领域，本装置之螺杆钻头为实心钻头，其下部圆周面为钻头叶片，上部配合装有轴承，连接套与轴承固接；采集器为中空套筒，内部为环空斜面，其下端口与取芯管口配合连接，其上端口与连接套配合连接而套装在螺杆钻头外围，采集器底部有导砂口，该导砂口与装芯软管连接，随着钻头的钻进，松散的砂粒上升到一定的高度进入采集器，砂粒在重力和离心力的作用下，通过采集器的导砂口即可流入孔外的装芯软管中，本发明装置创造性解决了在无人操作条件下，钻取月球松散的月壤的难题，高效、便捷地完成月球月壤钻孔取芯的岩芯封装和转移，特别为探月地质研究提供了切实可行的优良装备。
月球钻孔孔外取芯装置

[实用新型]月球月壤钻孔孔外取芯装置-CN201120046284.X无效
发明人：李大佛;李天明;陈洪俊;雷艳;刘红旗;许少宁 -专利权人：武汉地大长江钻头有限公司
申请日： 2011-02-24 - 公布日： 2011-10-26 - 主分类号： G01N1/04 文献下载
摘要：本实用新型月球月壤钻孔孔外取芯装置，属月球松散月壤取样设备领域，本装置之螺杆钻头为实心钻头，其下部圆周面为钻头叶片，上部配合装有轴承，连接套与轴承固接；采集器为中空套筒，内部为环空斜面，其下端口与取芯管口配合连接，其上端口与连接套配合连接而套装在螺杆钻头外围，采集器底部有导砂口，该导砂口与装芯软管连接，随着钻头的钻进，松散的砂粒上升到一定的高度进入采集器，砂粒在重力和离心力的作用下，通过采集器的导砂口即可流入孔外的装芯软管中，本装置创造性解决了在无人操作条件下，钻取月球松散的月壤的难题，高效、便捷地完成月球月壤钻孔取芯的岩芯封装和转移，特别为探月地质研究提供了切实可行的优良装备。
月球钻孔孔外取芯装置

[发明专利]一种表层月壤钻采一体化装置-CN202211011432.3在审
发明人：张伟;周维佳;李俊麟;程钦锟;于涛;李振新;王守瑞;王博 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本发明涉及深空探测采样装置，特别涉及一种表层月壤钻采一体化装置。包括钻头、固形套管、钻杆、取芯衬管、力传感机构及动力传输机构，其中钻头和钻杆均为中空结构，钻头可拆卸地安装在钻杆的下端；钻杆的上端与动力传输机构连接，取芯衬管可拆卸地安装在钻杆的内部，用于采集月壤样品；力传感机构可转动地安装在动力传输机构的输出端，固形套管套设于钻杆的外侧，且上端与力传感机构可拆卸地连接，固形套管上设有测温装置，力传感机构用于测量固形套管和钻杆在钻采过程中的力及力矩信息。本发明可实时检测钻采过程中钻杆温度变化，钻杆具有快速安装、快速拆卸的特点；取芯衬管可对半剖分实现对表层月壤进行取样并保持其分层信息。
一种表层月壤钻采一体化装置

[实用新型]表层月壤钻采一体化装置-CN202222217271.5有效
发明人：张伟;周维佳;李俊麟;程钦锟;于涛;李振新;王守瑞;王博 -专利权人：中国科学院沈阳自动化研究所
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： G01N1/08 文献下载
摘要：本实用新型涉及深空探测采样装置，特别涉及一种表层月壤钻采一体化装置。包括钻头、固形套管、钻杆、取芯衬管、力传感机构及动力传输机构，其中钻头和钻杆均为中空结构，钻头可拆卸地安装在钻杆的下端；钻杆的上端与动力传输机构连接，取芯衬管可拆卸地安装在钻杆的内部，用于采集月壤样品；力传感机构可转动地安装在动力传输机构的输出端，固形套管套设于钻杆的外侧，且上端与力传感机构可拆卸地连接，固形套管上设有测温装置，力传感机构用于测量固形套管和钻杆在钻采过程中的力及力矩信息。本实用新型可实时检测钻采过程中钻杆温度变化，钻杆具有快速安装、快速拆卸的特点；取芯衬管可对半剖分实现对表层月壤进行取样并保持其分层信息。
表层月壤钻采一体化装置

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