一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103786907 A (43)申请公布日 2014.05.14 CN 103786907 A (21)申请号 201410033225.7 (22)申请日 2014.01.23 B64G 7/00(2006.01) G01M 99/00(2011.01) (71)申请人 北京航空航天大学 地址 100191 北京市海淀区学院路 37 号 (72)发明人 丁希仑 李京霖 张涛 张武翔 (74)专利代理机构 北京永创新实专利事务所 11121 代理人 周长琪 (54) 发明名称 一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐 (57) 摘要 本发明公开一种模拟月球真空环境的内筒。

2、可 旋转真空罐， 包括真空罐、 月壤筒、 月壤筒转动机 构、 真空泵组。真空罐采用上下两段构成， 上段固 定于底面， 下段安装在可移动升降平台 ； 通过可 移动升降平台实现上段与下段间的对接。真空罐 通过真空罐组进行抽真空 ； 真空罐顶部安装有钻 具， 且钻具与真空罐不同轴 ； 真空罐内部同轴设 置有月壤筒 ； 月壤筒通过月壤筒转动机构驱动， 实现在真空罐内的转动。 通过上述结构， 每抽一次 真空， 可进行多次钻削试验， 节约了大量的时间和 资源 ； 同时， 真空罐设计为上下两段结构， 通过可 移动升降平台调节位置， 实现对接， 便于模拟月壤 的制备和装卸等， 具有操作方便、 快捷的优点。 (。

3、51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103786907 A CN 103786907 A 1/2 页 2 1. 一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 包括真空罐、 月壤筒、 月 壤筒转动机构、 真空泵组 ； 所述真空罐由真空罐上段与真空罐下段构成 ； 其中， 真空罐上段与地面间相对固定 ； 真空罐下段安装在可移动升降平台上 ； 通过升降平台实现真空罐下段与真空罐上段间的对 接与分离 ； 所述真空罐上段顶端通过法兰固定。

4、安装有上端盖， 上端盖上开有钻具安装孔， 用 来安装钻具 ； 且钻具安装孔与真空罐不同心 ； 真空罐通过真空泵组进行抽真空， 真空泵组 同样安装在可移动升降平台上 ； 所述月壤筒用来盛装模拟月壤， 同轴设置于真空罐下段内部 ； 月壤筒通过月壤筒转动 机构实现在真空罐内的定位， 以及旋转驱动 ； 所述月壤筒转动机构包括吊装盘、 齿轮盘、 驱 动电机与传动齿轮 ； 其中， 吊装盘与齿轮盘均同轴空套在月壤筒上 ； 吊装盘与月壤筒外壁 间存在间隙， 吊装在真空罐下段上 ； 齿轮盘与月壤筒间固定 ； 吊装盘顶面与齿轮盘底面间 通过滚珠实现周向上的动摩擦连接 ； 驱动电机， 驱动电机的输出端端部同轴固定安。

5、装有传 动齿轮， 传动齿轮与齿轮盘啮合 ； 通过驱动电机带动传动齿轮与齿轮盘间传动。 2. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 真空罐下段顶端上设计有锥形定位销钉， 真空罐上段底端法兰上开有销钉定位孔， 且定位 销上段设计为锥形结构， 使真空罐上段与真空罐下段间对接时， 通过锥形定位销钉配合销 钉定位孔进行对准。 3. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 钻具为分段式结构， 一段为螺旋段， 另一段为光轴段， 螺旋段与光轴段的一端相互嵌合固 定 ； 光轴段通过动密封接头实现与上端盖的钻具安装孔间的动密。

6、封 ； 所述螺旋段另一端为 钻头 ； 光轴段的另一端与外部钻进试验驱动平台。 4. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 月壤筒上端安装有吊耳， 筒壁上开有透气孔 ； 内壁上安装有空隙小于模拟月壤颗粒的网状 内胆 ； 且月壤筒底部设计为收缩口， 开口处安装有封口法兰 ； 月壤筒侧壁上收缩口位置周 向上开有泄压口， 泄压口处安装端盖。 5. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 吊装盘的周向上均匀安装有定位轴承， 定位轴承外圈与齿轮盘侧壁接触配合实现齿轮盘的 横向移动限位。 6. 如权利要求 1 所述一种。

7、模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 真空泵组通过冷肼与真空罐相连。 7. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 真空罐下段内部还安装有热沉罩， 套在月壤筒外部。 8. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 真空罐下段设计为开口， 且安装有下端盖。 9. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 可移动升降平台通过导轨进行移动导向， 且导轨上安装有测距传感器， 测距传感器实时检 测自身与升降平台间的距离信号， 发送至外部控制设备， 直至距离。

8、信号与设定阈值相等时， 则由控制设备控制升降平台停止移动， 此时控制升降平台上升即可完成真空罐上段与真空 罐下段间的对接。 权 利 要 求 书 CN 103786907 A 2 2/2 页 3 10. 如权利要求 1 所述一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐， 其特征在于 ： 所述 真空罐还通过管路连接氮气气瓶， 通过阀门控制氮气气瓶内的流量。 权 利 要 求 书 CN 103786907 A 3 1/5 页 4 一种模拟月球真空环境的内筒可旋转真空罐 技术领域 0001 本发明属于空间探测技术领域， 具体来说， 是一种可模拟月球真空环境的内筒可 旋转真空罐。 背景技术 0002 能源短缺和。

9、资源匮乏已经成为阻碍现代人类社会发展的紧要问题， 人们不断的寻 找新能源以满足生产和生活的需要， 但是地球本身的资源是有限的， 向太空获取资源是人 类发展的必然趋势。 月球是环绕地球的一个卫星， 它是地球唯一的一颗天然卫星， 也是离地 球最近的天体。 月球蕴藏有丰富的铀、 钍、 钾、 氧、 硅、 镁、 铁、 钛、 钙、 铝及氢等元素， 月壤中还 含有丰富的 He-3， 利用氘和 He-3 进行的氦聚变可作为核电站的能源， 因此月球上的资源对 于地球未来能源的获取具有重大的意义。 0003 近年来， 世界各国先后对月球进行了多方面的探索。美国在 1967 年代发射了 “阿 波罗 11 号” ， 。

10、开始了人类首次登月的太空征程， 并成功收集了月壤样品返回地球 ； 前苏联也 发射了 “luna” 系列的探月航天器， 实现了月球上自动取样并返回地球 ； 1994 年美国发射的 “克莱门汀” 计划和 1988 年发射的 “月球勘探者” 计划对月球进行了全方位的探测工作 ； 我 国也实施启动了 “嫦娥工程” 探月计划， 探月计划分为 “绕” 、“落” 、“回” 三个战略发展阶段， 目前已实现了 “绕” 和 “落” 这两个目标， 探月三期要将实现对月球样品的自动采集与返回， 在探月任务中明确提出了要探测月球物质成分、 探测月壤特性的要求， 探月三期已列入国 家中长期科技发展规划重大专项。 0004。

11、 为了实现月壤的自动采集， 我国已设计并研制了多种月壤采样器， 其中钻取式采 样器是最常使用的采样器形式， 它既可以采集松散的表层样品， 也可以进行深层采样， 经过 特殊的设计还可以进行坚硬的岩石的采样， 使得可以采集的样品种类较多。而钻具是钻取 式采样器的核心部件， 它的工作性能直接影响整个采样效果。由于月球具有微重力、 强辐 射、 高真空的特殊环境， 为了使采样器能在月球苛刻的环境下安全、 可靠地运行， 需设计一 种模拟月球真空环境的真空设备， 用于采样器钻具的钻削试验， 验证钻具的可靠性。目前， 国内外还没有专门针对月球环境设计的真空设备， 成熟的真空技术能使真空罐达到月球的 真空度， 。

12、但是由于真空罐中要盛装模拟月壤， 抽真空过程中还要保证模拟月壤的密实度和 真空度的均匀性， 还要实现每抽一次真空， 进行多次钻削试验， 因此需设计一种专门针对月 球真空环境， 可以完成多次钻削试验的真空罐。 发明内容 0005 本发明的目的是针对月球微重力、 强辐射和高真空的特殊环境， 提出一种模拟月 球真空环境的内筒可旋转真空罐， 包括真空罐、 月壤筒、 月壤筒转动机构、 真空泵组。 0006 所述真空罐由真空罐上段与真空罐下段构成。其中， 真空罐上段与地面间相对固 定 ； 真空罐下段安装在可移动升降平台上 ； 通过升降平台实现真空罐下段与真空罐上段间 的对接与分离。所述真空罐上段顶端通过法。

13、兰固定安装有上端盖， 上端盖上开有钻具安装 说 明 书 CN 103786907 A 4 2/5 页 5 孔， 用来安装钻具 ； 且钻具安装孔与真空罐不同心。真空罐通过真空泵组进行抽真空， 真空 泵组同样安装在可移动升降平台上。 0007 所述月壤筒用来盛装模拟月壤， 同轴设置于真空罐下段内部。月壤筒通过月壤筒 转动机构实现在真空罐内的定位， 以及旋转驱动。所述月壤筒转动机构包括吊装盘、 齿轮 盘、 驱动电机与传动齿轮。其中， 吊装盘与齿轮盘均同轴空套在月壤筒上 ； 吊装盘与月壤筒 外壁间存在间隙， 吊装在真空罐下段上。齿轮盘与月壤筒间固定。吊装盘顶面与齿轮盘底 面间通过滚珠实现周向上的动摩擦。

14、连接。驱动电机， 驱动电机的输出端端部同轴固定安装 有传动齿轮， 传动齿轮与齿轮盘啮合 ； 通过驱动电机带动传动齿轮与齿轮盘间传动。 0008 通过上述结构， 可保证钻具钻削试验在模拟月球真空环境下进行， 且通过驱动电 极驱动齿轮盘带动月壤筒转动， 使一次钻削试验可实现多次钻取， 大大节约了钻削试验的 时间。 0009 本发明的优点在于 ： 0010 1、 本发明内筒可旋转真空罐， 因此每抽一次真空， 可进行多次钻削试验， 节约了大 量的时间和资源 ； 且旋转机构位于月壤筒的上端， 可防止转动过程带来的晃动， 使真空罐工 作更加稳定可靠。 0011 2、 本发明内筒可旋转真空罐， 设计为上下两。

15、段结构， 真空罐下段可随移动升降平 台移动， 月壤筒与真空罐独立分开， 便于模拟月壤的制备和装卸等， 具有操作方便、 快捷的 优点 ； 0012 3、 本发明内筒可旋转真空罐， 可根据钻具的长度、 真空罐的真空度进行参数化设 计， 通用性强 ； 0013 4、 本发明内筒可旋转真空罐， 结构简单， 成本低， 且便于维护。 附图说明 0014 图 1 为本发明内筒可旋转真空罐整体结构示意图 ； 0015 图 2 为本发明内筒可旋转真空罐中月壤筒结构示意图 ； 0016 图 3 为本发明内筒可旋转真空罐中月壤筒旋转机构示意图。 0017 图中 ： 0018 1- 真空罐 2- 月壤筒 3- 月壤筒。

16、转动机构 0019 4- 真空泵组 5- 冷肼 101 真空罐上段 0020 102- 真空罐下段 103- 固定架 104- 支撑台架 0021 105- 升降平台 106- 滚轮 107- 导轨 0022 108- 测距传感器 109- 钻具 110- 钻头 0023 111- 螺旋段 112- 光轴段 113- 动密封接头 A 0024 114- 热沉罩 115- 下端盖 201- 吊耳 0025 202- 透气孔 203- 内胆 204- 封口法兰 0026 205- 泄压口 301- 吊装盘 302- 齿轮盘 0027 303- 驱动电机 304- 传动齿轮 305- 滚珠 0028。

17、 306- 定位轴承 307- 动密封接头 B 说 明 书 CN 103786907 A 5 3/5 页 6 具体实施方式 0029 下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。 0030 本发明内筒可旋转真空罐， 包括真空罐 1、 月壤筒 2、 月壤筒转动机构 3、 真空泵组 4， 如图 1 所示。 0031 所述真空罐 1 竖直设置， 为由圆筒状真空罐上段 101 与圆筒状真空罐下段 102 构 成的立式圆筒形两段式结构， 满足便于拆卸， 试验操作方便的要求。其中， 真空罐上段 101 中部通过法兰固定安装在固定架 103 上 ； 真空罐上段 101 通过固定架 103 固定安装在地面 上，。

18、 实现真空罐上段101与地面间的相对固定。 真空罐下段102通过支撑台架104固定安装 在升降平台 105 上 ； 升降平台 105 底面上安装有滚轮 106， 构成可移动的升降平台 105。由 此， 通过升降平台105， 调节真空罐下段102的空间位置， 实现真空罐下段101与真空罐上段 102间的同轴对接与分离， 且保证了整个对接与分离过程中真空罐上段101的静止不动。 上 述真空罐上段 101 与真空罐下段 102 对接后， 通过螺栓将真空罐上段 101 底端与真空罐下 段顶端 102 设计的连接法兰固连形成整体真空罐 1 ； 且真空罐上段 101 底端与真空罐下段 102 顶端间安装有。

19、 O 型密封圈， 实现真空罐上段 101 与真空罐下段 102 对接接缝处的密封。 为了便于真空罐上段 101 与真空罐下段 102 间的对接， 本发明中在真空罐下段 102 顶端法 兰上设计有锥形定位销钉， 真空罐上段 101 底端法兰上开有销钉定位孔 ； 由此， 当真空罐下 段 102 通过升降平台 105 与真空罐上段 101 对接时， 通过锥形定位销钉配合销钉定位孔进 行对准 ； 定位销上段设计为锥形结构， 可使得对准过程具有一定的调整误差。 上述升降平台 105 底部的滚轮 106 设置在导轨 107 上， 通过导轨 107 进行滚轮 106 的滚动进行导向， 进而 实现对升降平台 。

20、105 的移动进行导向， 使升降平台 105 可沿导轨 107 设置方向移动， 增加了 升降平台 105 在对接时移动的稳定性。同时， 在导轨 107 上安装有测距传感器 108， 通过测 距传感器108实时检测自身与升降平台105间的距离信号， 发送至外部控制设备， 直至距离 信号与设定阈值相等时， 则由控制设备控制升降平台 105 停止移动， 此时控制升降平台 105 上升即可完成真空罐上段 101 与真空罐下段 102 间的对接， 大大方便了真空罐上段 101 与 真空罐下段 102 间的对接过程。上述升降平台 105 的沿导轨的运动， 通过直线电机进行驱 动。 0032 上述真空罐上段。

21、101顶端通过法兰固定安装有上端盖108， 且上端盖108与真空罐 上段 101 顶端间还安装有 O 型密封圈， 实现真空罐上段 101 顶端的密封。上端盖 108 上开 有钻具安装孔， 用来安装进行模拟月球真空环境钻削试验的钻具109。 在进行模拟月球真空 环境钻削试验时， 钻具 109 的钻头 110 与螺旋段 111 需要在真空罐 1 中的真空环境内， 是整 个钻具101的工作部分， 直接进行钻削试验 ； 而驱动钻具109的钻进试验驱动平台在真空罐 外。因此本发明中将钻具 109 设计为分段式结构， 一段为螺旋段 111， 另一段为光轴段 112， 螺旋段 111 与光轴段 112 的一。

22、端相互嵌合， 保证螺旋段 111 与光轴段 112 的同轴度， 并通过 端部的对接法兰相互固定， 拆装方便， 性能可靠。光轴段 112 通过动密封接头 A113 实现与 上端盖 108 的钻具安装孔间的动密封， 保证钻进试验过程中真空罐 1 的密封性。所述动密 封接头 113 采用磁流体密封接头， 磁流体密封接头外侧具有冷却水套， 用来使磁流体保持 在工作温度， 消除真空罐 1 内的高温对磁流体密封效果的影响， 是一种适用于高真空、 高速 度的动密封装置， 工作稳定可靠。所述螺旋段 111 另一端为钻头 110 ； 光轴段 112 的另一端 与外部钻进试验驱动平台， 由此可见通过光轴段112在。

23、实现动密封的同时， 连接真空罐1外 说 明 书 CN 103786907 A 6 4/5 页 7 部的钻具驱动机构和位于真空罐1内部的螺旋段111， 传递驱动钻具109旋转和钻进的扭矩 和钻压力。上述上端盖 108 上的钻具安装孔与真空罐 1 不同心， 由此在钻具 109 安装后， 钻 具 109 的轴线和真空罐 1 的轴线不重合。 0033 所述月壤筒 2 用来盛装模拟月壤， 与真空罐 1 相互独立， 同轴设置于真空罐下段 102 内部。如图 2 所示， 月壤筒 2 上端周向上具有定位法兰， 定位法兰上安装有吊耳 201， 用 于月壤筒2在更换模拟月壤的过程中天车的起吊。 月壤筒2筒壁上开有。

24、透气孔202， 使月壤 筒 2 内部模拟月壤和真空罐上段 101 真空度更均匀。月壤筒 2 内壁上安装有空隙小于模拟 月壤颗粒的不锈钢网， 作为内胆 203 ； 在透气孔 202 处采用点焊技术将内胆 203 与月壤筒 2 内壁焊接 ； 通过内胆 203 可减小模拟月壤填充、 压实和钻进试验的过程中， 模拟月壤颗粒不 漏。本发明中为使钻削试验后换模拟月壤方便， 将月壤筒 2 底部设计为收缩口， 开口处铰接 有封口法兰 204， 通过封口法兰 204 将收缩口密封 ； 将封口法兰 204 打开后， 可进行月壤卸 载。本发明中在月壤筒 2 侧壁上收缩口位置周向上开有泄压口 205， 泄压口 205。

25、 处安装端 盖， 通过端盖将泄压口密封， 且在试验结束后打开泄压口 205 的端盖， 可预先对月壤筒 2 进 行泄压， 避免封口法兰 204 打开过程中由于压力过大， 使封口法兰 204 与月壤筒 2 间的铰接 结构在封口法兰 204 打开的过程中由于受力不均而损坏。 0034 上述结构月壤筒 2 通过月壤筒转动机构 3 实现在真空罐 1 内的定位， 以及旋转驱 动。所述月壤筒转动机构 3 包括吊装盘 301、 齿轮盘 302、 驱动电机 303 与传动齿轮 304， 如 图 3 所示。其中， 吊装盘 301 与齿轮盘 302 均同轴空套在月壤筒 2 上 ； 吊装盘 301 与月壤筒 2外壁间。

26、存在间隙， 且吊装盘301通过立柱吊装在真空罐下段102顶端的连接法兰上。 齿轮 盘 302 通过定位销与月壤筒 2 顶端周向上设计的定位法兰相连， 使月壤筒 2 与齿轮盘 302 间不会产生相对运动。 吊装盘301顶面与齿轮盘302底面间周向上安装有滚珠305， 通过滚 珠305实现齿轮盘302与吊装盘301间周向上的动摩擦连接， 使齿轮盘302可在吊装盘301 上自由转动， 进而实现月壤筒 2 的自由转动。上述吊装盘 301 的周向上还均匀安装有定位 轴承 306， 与定位轴承 306 内圈配合的轴通过螺纹连接安装在吊装盘 301 上， 定位轴承 306 外圈与齿轮盘 302 侧壁接触配合。

27、， 由此通过定位轴承 306 在不影响齿轮盘 302 正常转动的 前提下， 实现齿轮盘 302 的横向移动限位， 由此保证月壤筒 2 与真空罐 1 间的旋转同心度。 上述齿轮盘 302 的转动动力通过驱动电机 303 提供 ； 所述驱动电机 303 选用带变频输出的 直流电机或是由脉冲信号控制的脉冲电机， 该电机转速可调， 精度较高。驱动电机 303 通过 电机支架固定安装在支撑台架 104 上， 驱动电机 303 输出轴端部穿过真空罐下段 102 侧壁， 位于真空罐下段 102 内部 ； 驱动电机 303 输出轴与真空罐下段 102 侧壁间通过动密封接头 B307 实现旋转动密封 ； 动密封。

28、接头 B307 同样采用磁流体接头。由此， 驱动电机 303 产生的 扭矩可通过输出轴传入真空罐下段 102 内。驱动电机 303 的输出端端部同轴固定安装有传 动齿轮 304， 传动齿轮 304 与齿轮盘 302 外围周向上的轮齿啮合 ； 进而通过驱动电机 303 带 动传动齿轮 304 与齿轮盘 302 间传动， 使月壤筒 2 随着齿轮盘 302 一同转动。由此， 在进行 钻具钻削试验过程中， 通过月壤筒 2 的旋转， 保证一次钻削试验可实现多次钻取， 大大节约 了钻削试验的时间。 本发明中在真空罐下段102内部还安装有热沉罩114， 套在月壤筒2外 部， 有助于钻削试验的散热。同时考虑到。

29、真空罐下段 102 在抽真空过程中可能有月壤漏入 真空罐 1 内， 因此， 本发明中真空罐下段 102 设计为开口， 且安装有下端盖 115， 便于清扫漏 入真空罐 1 内的月壤， 如图 1 所示。 说 明 书 CN 103786907 A 7 5/5 页 8 0035 所述真空泵组 4 用来为真空罐 1 内部进行抽真空操作， 真空泵组 4 可根据要求的 真空度， 选择不同的型号。本发明中真空泵组 4 通过冷肼 5 与真空罐 1 相连， 具体为 ： 真空 泵组 4 的真空管道与冷肼 5 一端口通过冷肼封口法兰连接， 冷肼 5 另一端口通过冷肼封口 法兰与抽气管道一端连通， 抽气管道的另一端通过。

30、抽气法兰与真空罐下段 102 底部间密封 连接， 保证模拟月壤在抽真空过程中的密实度。由此， 通过冷肼 5 可防止真空罐 1 内的细小 粉尘通过真空抽气孔进入真空管道， 损坏真空泵组 4， 同时避免试验过程中的热量对真空泵 组 4 造成影响。考虑到真空罐 1 密封的可靠性， 真空抽气接头不能常拆卸， 因此， 真空泵组 4 固定安装于升降平台 105 上， 实现真空泵组 4 与同真空罐下段 102 一同移动。 0036 本发明中真空罐 1 还通过管路连接氮气气瓶， 通过阀门控制氮气气瓶内的流量 ； 由此， 在钻削试验结束后， 打开阀门向真空罐 1 内部充入氮气， 使得真空罐 1 内压强恢复至 常。

31、压。 0037 通过本发明内筒可旋转真空罐进行钻具钻取试验时， 通过下述过程实现 ： 0038 a、 将真空罐上段 101 安装固定在固定架 103 上， 将钻具 109 通过磁流体密封接头 1 安装在真空罐上段 101 顶部钻具安装孔处， 并调整钻具 109 的位置， 使钻具 109 的光轴段 112通过动密封接头A113与钻具安装孔间动密封。 同时， 将真空泵组4安装在升降平台105 上， 使真空泵组 4 通过真空管道与冷肼 5 一端连接， 并将冷肼 5 另一端通过抽气管道与真空 罐下段 102 连接。 0039 b、 在月壤筒 2 中填装模拟月壤， 为了保证模拟月壤的密实度， 分多次装入。

32、体积松 散的模拟月壤， 每次装入后通过振动电机压实。随后， 用天车通过月壤筒 2 顶部的吊耳 201 将月壤筒 2 装入真空罐下段 102 中， 并与月壤筒转动机构 3 中的齿轮盘 302 固定。 0040 c、 通过直线电机， 驱动升降平台 105， 连同真空罐下段 102、 真空泵组 4 和月壤筒 2 沿着导轨 107 直线运动到真空罐上段 101 正下方， 通过测距传感器 108， 使真空罐下段 102 和真空罐上段101间精确定位。 随后， 升起升降平台105， 将整个真空罐下段102向上移动， 通过真空罐下段 102 顶端的定位销钉和真空罐上段 101 底端的销钉定位孔间配合， 实现。

33、真 空罐下段 102 与真空罐上段 101 间的对接， 然后通过锁紧螺栓压紧 O 型橡胶密封圈实现密 封 ； 至此完成真空罐上段 101 与真空罐下段 102 间的对接密封。 0041 d、 真空泵组 4 开始工作， 完成对真空罐 1 抽真空 ； 通过真空泵组 4 使真空罐 1 达到 设定的真空度后， 钻具驱动机构驱动钻具 109 完成旋转和钻进运动， 对模拟月壤进行钻削 试验。 当钻具109完成第一次钻削试验时， 钻具驱动机构驱动钻具向上提升至初始位置 ； 此 时， 月壤筒旋转机构 3 启动， 驱动电机 303 通过齿轮盘 302 驱动月壤筒 2 转动一定的角度， 由于钻具 109 和月壤筒。

34、 2 不同轴， 因此月壤筒 2 旋转后可将钻头 110 对准未经钻削的模拟 月壤上， 再次通过钻具驱动机构驱动钻具 109 进行第二次钻削试验， 并根据需要， 按照此顺 序完成钻具 109 的多次钻削试验 ； 钻削试验完成后， 钻具 109 始终保持在初始位置。 0042 最后， 钻削试验结束后， 先往真空罐 1 内部充入氮气， 使得真空罐 1 内压强恢复至 常压， 松开真空罐上段 101 与真空罐下段 102 上连接法兰的锁紧螺栓， 并使真空罐下段 102 在升降平台 105 作用下下移， 然后将真空罐下段 102 推出真空罐上段 101 正下方。接着用 天车将月壤筒 2 吊出真空罐下段 102， 打开月壤筒 2 底部封口法兰 204 卸出月壤。至此， 完 成了钻具 109 在模拟月球环境真空罐的钻削工作。 说 明 书 CN 103786907 A 8 1/2 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103786907 A 9 2/2 页 10 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103786907 A 10 。