CN110455574A - 一种摩擦传动式地外天体壤采集机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摩擦传动式地外天体壤采集机构，能够对大块天体壤进行切削，进而实现对大块天体壤颗粒的采集；同时无需单独配置振动电机便可解决密封和低重力环境下放样排空率不足的问题。该采集机构包括主壳体、挖掘模块和耦合模块；其中挖掘模块用于实现天体壤的挖掘，耦合模块通过不同振幅的振动耦合密封、切削和放样功能，具体为：耦合模块中的伸缩下铲具备小振及大振功能，小振可在样品需要密封时，滤振掉多余月壤，便于密封，放样时，小振可提高排空率；大振可切削大块颗粒天体壤，便于采集颗粒样品，且持续大振规避了伸缩下铲连续伸出与天体壤的作用力超过设计值传递到机械臂导致机械臂损伤问题。

Description

一种摩擦传动式地外天体壤采集机构

技术领域

本发明涉及一种采集机构，具体涉及一种适用于地外天体表层壤取样机构，属于深空探测技术领域。

背景技术

人类对地外资源的渴望随着科技的进步及地球资源的使用，愈加强烈，获取地外财富，成为各国研究的热点方向。

各类有地外天体壤探测任务的飞行器，大部分都会配置取样机构，天体表层月壤取样无疑是最高效的取样目标，天体壤采集动作可通过机构构件间的相对运动实现，该类机构的设计难点在于，如何减小机构与土壤作用过程中传递给机械臂的作用力以及对样品有效的密封。北京空间飞行器总体设计部研制的《月壤采掘装置》(专利号ZL201410280873.2)，该方案中动力单元由三个电机组成，分别为挖掘模块、密封模块及振动模块提供动力，挖掘模块可以通过电机限流的方式控制其对机械臂的反作用力，密封模块类似铲子的结构设计，专利中明确为密封功能，并不具备切削天体大块壤的能力，是因为实现切削需要较大作用力，专利密封模块中的密封铲平稳的伸出，较大的轴向力会直接加载到机械臂上，造成机械臂损伤，这是诸多末端采样机构都无法规避的问题，直接导致天体大块壤无法采集。且为便于低重力下放样，需要机构具备类似推样或敲击的功能，以《月壤采掘装置》(专利号ZL201410280873.2)为例，专利中为便于放样，单独设计有振动模块，并单独配置了振动电机，并未与密封模块进行耦合设计，以达到节省系统资源的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种摩擦传动式地外天体壤采集机构，能够对大块天体壤进行切削，进而实现对大块天体壤颗粒的采集；同时无需单独配置振动电机便可解决密封和低重力环境下放样排空率不足的问题。

所述的摩擦传动式地外天体壤采集机构包括：主壳体、挖掘模块和耦合模块；

所述挖掘模块包括：挖掘电机、传动机构、挖掘臂和挖掘铲；所述挖掘电机和传动机构位于主壳体内部，所述挖掘铲的横向两侧各连接一个挖掘臂，挖掘电机的动力通过传动机构传递至两个挖掘臂，进而通过两个挖掘臂带动所述挖掘铲进行挖掘动作；

所述耦合模块包括：伸缩下铲以及设置在所述主壳体内的振动电机、振动机构、丝杠螺母传动机构和伸缩下铲；所述振动电机通过振动机构与所述丝杠螺母传动机构中的丝杠相连，所述丝杠螺母传动机构中的螺母与所述伸缩下铲相连；

所述振动机构能够将所述振动电机的动力传递至所述丝杠，进而通过所述螺母带动所述伸缩下铲沿所述丝杠的轴向伸缩；同时所述振动机构能够使所述伸缩下铲在伸出或收回的过程中沿丝杠轴向持续振动；

当所述伸缩下铲伸出到位后，且所述挖掘铲转动至所述伸缩下铲下方时，所述伸缩下铲与所述挖掘铲构成封闭结构，密封所述挖掘铲中的天体壤；

同时当所述伸缩下铲所受轴向力大于设定值时，所述振动机构锁定丝杠，通过所述振动机构使所述振动电机转动时，所述伸缩下铲轴向持续振动形成切削力。

所述振动机构包括：连接套、振动弹簧、振动块A、耦合块、振动块B和振动连接板；令伸缩下铲所在端为前端，振动电机所在端为后端；

所述振动电机外部具有与其输出轴同轴的筒形电机外壳，所述连接套套装在电机外壳外部，且与电机外壳同轴固接；所述振动电机的输出轴穿出电机外壳与振动块A相连；所述限位块套装在位于连接套后端的电机外壳上，且所述限位块与主壳体固接；所述振动弹簧为压缩弹簧，套装在位于限位块与连接套之间的电机外壳上，其一端与限位块抵触，另一端与连接套的端面抵触，所述振动弹簧处于压缩状态；

所述振动块A、耦合块、振动块B和振动连接板依次同轴设置，其中所述振动连接板与主壳体固接；令所述振动电机正转时，伸缩下铲伸出；振动电机反转时，伸缩下铲收回；其中所述振动块A与耦合块之间的传动副为：所述振动电机正转时，所述振动块A与耦合块之间摩擦传动，所述振动电机反转时，所述振动块A与耦合块之间通过止口锁死；

振动块A与耦合块相对的端面上设置有沿周向均匀分布的齿形结构D，耦合块与振动块A相对的端面上设置有与齿形结构D配合的齿形结构E；所述振动块B轴向两端的端面上均设置有齿形结构A，齿形结构D的尺寸大于齿形结构A的尺寸；所述耦合块与振动块B相对的端面上设置有与齿形结构A配合的齿形结构B，所述耦合块与振动块B之间通过齿形结构A和齿形结构B配合使得所述振动电机正转时，所述耦合块转动的同时沿振动电机的轴向往复振动，所述振动电机反转时，所述耦合块与振动块B之间通过止口锁死；

所述振动连接板与振动块B相对的端面上设置有与齿形结构A配合的齿形结构C，所述振动连接板与振动块B之间通过齿形结构A和齿形结构C配合使得所述振动电机正转时，振动连接板与振动块B之间通过止口锁死，所述振动电机反转时，所述振动块B转动的同时沿振动电机的轴向往复振动；

所述丝杠螺母传动机构中的丝杠与耦合块固接；

所述丝杠螺母传动机构的丝杠与振动连接板相对的端面上连接有丝杠限位块，所述丝杠限位块与振动连接板之间设置有相互配合的止口，初始时，所述丝杠限位块与振动连接板之间有间隙，丝杠限位块与振动连接板之间处于解锁状态；当所述丝杠带动丝杠限位块向后运动使两个止口配合时，丝杠限位块与振动连接板之间锁死。

所述传动机构包括：齿轮A、齿轮B和齿轮C，其中所述齿轮A为锥齿轮，齿轮轮B包括同轴设置的锥齿面和直齿面，所述齿轮C为直齿轮；所述挖掘电机用于驱动齿轮A转动；所述齿轮A与齿轮B的锥齿面啮合，齿轮B的直齿面与所述齿轮C啮合，所述齿轮C齿轮轴的两端各连接一个挖掘臂，两个挖掘臂的另一端分别与挖掘铲的横向两端固连。

有益效果：

该采集机构中的耦合模块通过不同振幅的振动耦合密封、切削和放样功能，即伸缩下铲具备小振及大振功能，小振可在样品需要密封时，滤振掉多余月壤，便于密封；放样时，小振可提高排空率；大振可切削大块颗粒天体壤，便于采集颗粒样品，且持续大振规避了伸缩下铲连续伸出与天体壤的作用力超过设计值传递到机械臂导致机械臂损伤问题。

附图说明

图1为本发明的采集机构的整体结构示意图；

图2为挖掘模块的结构示意图；

图3为耦合模块的结构示意图；

图4为振动机构的结构示意图；

图5为耦合模块离合状态示意图；

图6为耦合模块大振切削示意图；

图7为耦合模块小振密封示意图。

其中：1-主壳体、2-挖掘模块、3-固连件、4-挖掘电机、5-齿轮A、6-齿轮B、7-齿轮C、8-挖掘臂、9-挖掘铲、10-限位块、11-振动电机、12-连接套、13-振动弹簧、14-防翻滚轮、15-振动块A、16-耦合块、17-振动块B、18-振动连接板、19-丝杠限位块、20-伸缩下铲、21-护套

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供一种摩擦传动式地外天体壤采集机构，能够解决目前取样机构受限于机械臂承载等因素，无法实现大块天体壤切削的问题，使采样机构可采集到更具科学价值的大块天体壤颗粒；同时，能够解决机构低重力环境下，放样排空率不足问题，且与密封功能耦合设计，不需单独配置振动电机。

如图1所示，该采集机构包括：主壳体1、挖掘模块和耦合模块，其中挖掘模块用于实现天体壤的挖掘，耦合模块通过不同振幅的振动耦合密封、切削和放样功能。

如图2所示，挖掘模块包括：挖掘电机4、传动机构、挖掘臂8和挖掘铲9。其中挖掘电机4和传动机构位于主壳体1内部，挖掘铲9的横向两侧各连接一个挖掘臂8，挖掘电机4的动力通过传动机构传递至两个挖掘臂8，进而通过两个挖掘臂8带动挖掘铲9进行挖掘动作。具体的，传动机构包括：三个齿轮，令三个齿轮分别为齿轮A5、齿轮B6和齿轮C7，其中齿轮A5为锥齿轮，齿轮B6为锥-直齿轮(即包括同轴设置两个齿面，分别为锥齿面和直齿面)，齿轮C7为直齿轮。挖掘电机4螺纹连接在固连件3上，固连件3固定在主壳体内部；挖掘电机4的输出端与齿轮A5同轴相连，以驱动齿轮A5转动；齿轮A5与齿轮B6的锥齿面啮合，齿轮B6的直齿面与齿轮C7啮合，齿轮C7齿轮轴的两端各连接一个挖掘臂8，两个挖掘臂8的另一端分别与挖掘铲9的横向两端固连。

如图3所示，耦合模块包括：振动电机11、振动机构、丝杠螺母传动机构和伸缩下铲20。耦合模块位于主壳体1内部，其伸缩下铲20具备轴向伸缩能力，当伸缩下铲20伸出到位后，挖掘铲9绕齿轮C7的齿轮轴转动至伸缩下铲20下方，与伸缩下铲20构成封闭结构，密封位于挖掘铲9中的天体壤颗粒。

如图4所示，其中振动机构包括：连接套12、振动弹簧13、振动块A15、耦合块16、振动块B17和振动连接板18。为描述方便，令伸缩下铲20所在端为前端，振动电机11所在端为后端。

振动电机11外部具有与其输出轴同轴的筒形电机外壳，连接套12套装在电机外壳外部与电机外壳同轴固接，振动电机11的输出轴穿出电机外壳与振动块A15相连；限位块10为L形结构，其竖直部分套装在位于连接套12后端的电机外壳上，水平部分固定在主壳体1上；振动弹簧13为压缩弹簧，套装在位于限位块10与连接套12之间的电机外壳上，一端与限位块10的竖直部分抵触，另一端与连接套12的端面抵触，振动弹簧13始终处于压缩状态。振动电机11能够相对限位块10轴向运动。连接套12的外圆周面上设置有防翻滚轮14，防翻滚轮14与主壳体1内表面上的沟槽配合，当振动电机11沿其轴向运动时，防翻滚轮14在沟槽内滚动。

如图4所示，振动块A15、耦合块16、振动块B17和振动连接板18依次同轴设置，其中振动连接板18固定在主壳体1内部。定义：振动电机11正转，伸缩下铲20伸出；振动电机11反转，伸缩下铲20收回。其中振动块A15与耦合块16形成摩擦副，能够实现振动电机11正转时，实现摩擦传动或通过振动弹簧13实现大振撞击，振动电机11反转时，实现止口传递运动。具体为：振动块B17轴向两端的端面上均设置有沿周向均匀分布的齿形结构A(齿形结构A具有与振动块B17轴向平行的平面和倾斜的斜面)，振动块A15与耦合块16相对的端面上设置有沿周向均匀分布的齿形结构D，耦合块16与振动块A15相对的端面上设置有与齿形结构D配合的齿形结构E；齿形结构D的尺寸大于齿形结构A的尺寸；齿形结构D和齿形结构E配合使得振动电机11正转时，振动块A15与耦合块16摩擦传动，振动电机11反转时，振动块A15与耦合块16通过止口传递运动。耦合块16与振动块B17相对的端面上设置有与齿形结构A配合的齿形结构B，耦合块16与振动块B17之间通过齿形结构A和齿形结构B配合使得振动电机11正转时，耦合块16振动(指沿振动电机轴向的往复运动)，振动幅度为齿形结构A在振动块B17轴向上的尺寸(即齿形结构A中与振动块B17轴向平行的平面在该方向上的尺寸)；振动电机11反转时，耦合块16与振动块B17之间锁死(止口限位传递运动)；振动连接板18与振动块B17相对的端面上设置有与齿形结构A配合的齿形结构C，振动连接板18与振动块B17之间通过齿形结构A和齿形结构C配合使得振动电机11正转时，振动连接板18与振动块B17之间锁死(止口限位传递运动)；振动电机11反转时，振动块B17振动(指沿振动电机轴向的往复运动)，振动幅度为齿形结构A在振动块B17轴向上的尺寸。

丝杠螺母传动机构中的丝杠与耦合块16固接(丝杠与耦合块16可以一体化加工)，丝杠螺母传动机构中的螺母与伸缩下铲20相连，由此当耦合块16转动时，通过丝杠螺母传动机构将该转动转换为螺母沿丝杠轴线的直线运动，从而带动伸缩下铲20伸缩。在伸缩下铲20的后端设置有护套21，用于保证挖掘铲9与伸缩下铲20能够形成封闭结构。

丝杠螺母传动机构的丝杠与振动连接板18相对的端面上连接有丝杠限位块19，丝杠限位块19与振动连接板18之间设置有相互配合的止口。初始时，丝杠限位块19与振动连接板18之间有间隙，丝杠限位块19与振动连接板18之间处于解锁状态；当丝杠带动丝杠限位块19向后运动使两个止口配合时，丝杠限位块19与振动连接板18之间锁死。

下面详细介绍耦合模块的运动传递过程：

伸缩下铲20伸出：

参见图5A：振动电机11正转，带动振动块A15转动，振动块A15通过摩擦副将运动传递至耦合块16，耦合块16通过丝杠螺母传动机构带动伸缩下铲20伸出。同时，此时振动块B17与振动连板18锁死，耦合块16与振动块B17之间相互配合的齿形结构使耦合块16向后运动，从而使振动块A15、振动电机11、连接套12通过防翻滚轮14沿连接套12的轴向小幅度向后运动；振动弹簧13通过推动连接套12带动耦合块16复位；由此使得振动电机11、连接套12通过防翻滚轮14沿连接套12的轴向小幅度轴向往复运动，即小振，小振过程中，振动弹簧13往复不同程度的压缩。

由此耦合块16与振动块B17之间齿形结构的配合结合振动弹簧13，使耦合块16相对振动块B17具有轴向的往复运动，即小振，小振的振动幅度为齿形结构A中的齿在振动块B17轴向上的尺寸。耦合块16小振，带动伸缩下铲20在伸出的同时持续小振，以实现密封挖掘铲9时，滤振掉挖掘铲9表面多余月壤，便于密封，如图7所示。

伸缩下铲20收回：

参见图5B：振动电机11反转，带动振动块A15转动，振动块A15通过止口将运动传递至耦合块16，耦合块16通过丝杠螺母传动机构带动伸缩下铲20收回。同时，此时耦合块16与振动块B17锁死，耦合块16带动振动块B17转动；振动块B17与振动连接板18之间相互配合的齿形结构使振动块B17向后运动，从而使振动电机11、连接套12通过防翻滚轮14沿连接套12的轴向小幅度向后运动；振动弹簧13通过推动连接套12带动振动块B17复位；由此使得振动电机11、连接套12通过防翻滚轮14沿连接套12的轴向小幅度轴向往复运动，即小振，小振过程中，振动弹簧13往复不同程度的压缩。

由此振动块B17与振动连接板18之间齿形结构的配合结合振动弹簧13，使振动块B17相对振动连接板18具有轴向的往复运动，即小振，小振的振动幅度为齿形结构A中的齿在轴向上的尺寸。振动块B17小振，通过耦合块16带动伸缩下铲20在收回的同时持续小振，以实现放样时提高排空率。

伸缩下铲20大振：

参见图5C：大振发生在切削月壤等输出力超过设计值时，该状态下耦合块16及丝杠限位块19因为伸缩下铲20伸出受阻力，向后运动，使丝杠限位块19与振动连板18锁死。振动电机11正转，带动振动块A15转动，由于此时丝杠限位块19与振动连板18锁死，丝杠螺母传动机构中的丝杠不能转动，即耦合块16不能转动，此时，振动块A15与耦合块16之间的较大的凸台(即较大的齿形结构)，使得振动块A15的转动的同时相对耦合块16向后运动，从而使振动电机11、连接套12通过防翻滚轮14沿连接套12的轴向小幅度向后运动；振动弹簧13通过推动连接套12带动振动块A15复位；由此使得振动电机11、连接套12通过防翻滚轮14沿连接套12的轴向往复运动，该振动的振幅为耦合块16与振动块A15配合端凸台沿轴向的尺寸，即大振，振动块A15的振动通过耦合块16传递至伸缩下铲20，形成切削力，对天体壤切削，如图6所示。

综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种摩擦传动式地外天体壤采集机构，其特征在于，包括：主壳体(1)、挖掘模块和耦合模块；

所述挖掘模块包括：挖掘电机(4)、传动机构、挖掘臂(8)和挖掘铲(9)；所述挖掘电机(4)和传动机构位于主壳体(1)内部，所述挖掘铲(9)的横向两侧各连接一个挖掘臂(8)，挖掘电机(4)的动力通过传动机构传递至两个挖掘臂(8)，进而通过两个挖掘臂(8)带动所述挖掘铲(9)进行挖掘动作；

所述耦合模块包括：伸缩下铲(20)以及设置在所述主壳体(1)内的振动电机(11)、振动机构、丝杠螺母传动机构和伸缩下铲(20)；所述振动电机(11)通过振动机构与所述丝杠螺母传动机构中的丝杠相连，所述丝杠螺母传动机构中的螺母与所述伸缩下铲(20)相连；

所述振动机构能够将所述振动电机(11)的动力传递至所述丝杠，进而通过所述螺母带动所述伸缩下铲(20)沿所述丝杠的轴向伸缩；同时所述振动机构能够使所述伸缩下铲(20)在伸出或收回的过程中沿丝杠轴向持续振动；

当所述伸缩下铲(20)伸出到位后，且所述挖掘铲(9)转动至所述伸缩下铲(20)下方时，所述伸缩下铲(20)与所述挖掘铲(9)构成封闭结构，密封所述挖掘铲(9)中的天体壤；

同时当所述伸缩下铲(20)所受轴向力大于设定值时，所述振动机构锁定丝杠，通过所述振动机构使所述振动电机(11)转动时，所述伸缩下铲(20)轴向持续振动形成切削力。

2.如权利要求1所述的摩擦传动式地外天体壤采集机构，其特征在于：所述振动机构包括：连接套(12)、振动弹簧(13)、振动块A(15)、耦合块(16)、振动块B(17)和振动连接板(18)；令伸缩下铲(20)所在端为前端，振动电机(11)所在端为后端；

所述振动电机(11)外部具有与其输出轴同轴的筒形电机外壳，所述连接套(12)套装在电机外壳外部，且与电机外壳同轴固接；所述振动电机(11)的输出轴穿出电机外壳与振动块A(15)相连；所述限位块(10)套装在位于连接套(12)后端的电机外壳上，且所述限位块(10)与主壳体(1)固接；所述振动弹簧(13)为压缩弹簧，套装在位于限位块(10)与连接套(12)之间的电机外壳上，其一端与限位块(10)抵触，另一端与连接套(12)的端面抵触，所述振动弹簧(13)处于压缩状态；

所述振动块A(15)、耦合块(16)、振动块B(17)和振动连接板(18)依次同轴设置，其中所述振动连接板(18)与主壳体(1)固接；令所述振动电机(11)正转时，伸缩下铲(20)伸出；振动电机(11)反转时，伸缩下铲(20)收回；其中所述振动块A(15)与耦合块(16)之间的传动副为：所述振动电机(11)正转时，所述振动块A(15)与耦合块(16)之间摩擦传动，所述振动电机(11)反转时，所述振动块A(15)与耦合块(16)之间通过止口锁死；

所述振动块A(15)与耦合块(16)相对的端面上设置有沿周向均匀分布的齿形结构D，耦合块(16)与振动块A(15)相对的端面上设置有与齿形结构D配合的齿形结构E；所述振动块B(17)轴向两端的端面上均设置有齿形结构A，齿形结构D的尺寸大于齿形结构A的尺寸；所述耦合块(16)与振动块B(17)相对的端面上设置有与齿形结构A配合的齿形结构B，所述耦合块(16)与振动块B(17)之间通过齿形结构A和齿形结构B配合使得所述振动电机(11)正转时，所述耦合块(16)转动的同时沿振动电机的轴向往复振动，所述振动电机(11)反转时，所述耦合块(16)与振动块B(17)之间通过止口锁死；

所述振动连接板(18)与振动块B(17)相对的端面上设置有与齿形结构A配合的齿形结构C，所述振动连接板(18)与振动块B(17)之间通过齿形结构A和齿形结构C配合使得所述振动电机(11)正转时，振动连接板(18)与振动块B(17)之间通过止口锁死，所述振动电机(11)反转时，所述振动块B(17)转动的同时沿振动电机的轴向往复振动；

所述丝杠螺母传动机构中的丝杠与耦合块(16)固接；

所述丝杠螺母传动机构的丝杠与振动连接板(18)相对的端面上连接有丝杠限位块(19)，所述丝杠限位块(19)与振动连接板(18)之间设置有相互配合的止口，初始时，所述丝杠限位块(19)与振动连接板(18)之间有间隙，丝杠限位块(19)与振动连接板(18)之间处于解锁状态；当所述丝杠带动丝杠限位块(19)向后运动使两个止口配合时，丝杠限位块(19)与振动连接板(18)之间锁死。

3.如权利要求1或2所述的摩擦传动式地外天体壤采集机构，其特征在于：所述传动机构包括：齿轮A(5)、齿轮B(6)和齿轮C(7)，其中所述齿轮A(5)为锥齿轮，齿轮轮B(6)包括同轴设置的锥齿面和直齿面，所述齿轮C(7)为直齿轮；所述挖掘电机(4)用于驱动齿轮A(5)转动；所述齿轮A(5)与齿轮B(6)的锥齿面啮合，齿轮B(6)的直齿面与所述齿轮C(7)啮合，所述齿轮C(7)齿轮轴的两端各连接一个挖掘臂(8)，两个挖掘臂(8)的另一端分别与挖掘铲(9)的横向两端固连。

4.如权利要求2所述的摩擦传动式地外天体壤采集机构，其特征在于：所述连接套(12)的外圆周面上设置有一个以上防翻滚轮(14)，所述防翻滚轮(14)与主壳体(1)内表面上的沟槽配合，当所述振动电机(11)沿其轴向往复振动时，所述防翻滚轮(14)在沟槽内滚动。

5.如权利要求2所述的摩擦传动式地外天体壤采集机构，其特征在于：

当需要对所述挖掘铲(9)内的天体壤进行密封时：

所述振动电机(11)正转，带动所述振动块A(15)转动，所述振动块A(15)通过摩擦副将运动传递至耦合块(16)，所述耦合块(16)通过丝杠螺母传动机构带动伸缩下铲(20)伸出；同时，此时所述振动块B(17)与振动连板(18)之间锁死，所述耦合块(16)与振动块B(17)之间齿形结构结合所述振动弹簧(13)，使所述耦合块(16)带动所述伸缩下铲(20)在伸出的同时持续振动，滤振掉挖掘铲(9)表面天体壤；

当需要排放所述挖掘铲(9)内的天体壤时：

所述振动电机(11)反转，带动所述振动块A(15)转动，所述振动块A(15)通过止口将运动传递至耦合块(16)，所述耦合块(16)通过丝杠螺母传动机构带动伸缩下铲(20)收回；同时，此时所述耦合块(16)与所述振动块B(17)之间锁死，所述耦合块(16)带动振动块B(17)转动；所述振动块B(17)与振动连接板(18)之间齿形结构之间齿形结构结合所述振动弹簧(13)，使所述耦合块(16)带动所述伸缩下铲(20)在收回的同时持续振动；

当需要切削天体壤时：

所述伸缩下铲(20)抵触在待切削天体壤上，所述振动电机(11)正转，此时所述伸缩下铲(20)的伸出受所述待切削天体壤的阻力，当该阻力大于设定值时，所述伸缩下铲(20)向后运动，带动所述丝杠限位块(19)和耦合块(16)向后运动，当所述丝杠限位块(19)运动至与所述振动连接板(18)上的止口配合时，所述丝杠限位块(19)与所述振动连接板(18)锁死，此时，所述振动电机(11)正转带动振动块A(15)转动，所述耦合块(16)带动所述伸缩下铲(20)沿轴向往复振动，形成切削力，对天体壤进行切削。