CN115405100A - 一种月球建筑3d打印设备 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种月球建筑3D打印设备，涉及增材制造领域建筑细分领域。该建筑设备，包括：移动装置、动作装置、探测装置和控制装置，动作装置设置于移动装置上；探测装置设置于移动装置上，探测装置用于探测地形，得到地形特征数据；控制装置分别与动作装置、移动装置、探测装置连接，控制装置用于根据地形特征数据，得到地形信息，并根据地形信息规划行走路线以及执行动作的地点，并控制移动装置按照规划路线移动，在到达执行动作的地点后，控制动作装置作业。无需预设行走路线，即使在复杂环境中，控制装置也可以根据探测装置探测得到的地形特征数据得到地形信息，进而根据地形信息规划行走路线，完成施工作业。

Description

一种月球建筑3D打印设备
技术领域
本申请涉及增材制造领域建筑细分领域，具体而言，涉及一种月球建筑3D打印设备。
背景技术
随着我国探月工程“绕、回、落”分阶段逐步实施，后续探月工程任务的规划和设想也逐渐提上日程。21世纪月球探测的主要趋势是建立月球基地，开发利用月球的矿产资源、能源和特殊环境，为人类可持续发展做有效支撑，月球矿产资源开发利用也是人类走向太空的必经之路。
而建立月球基地必然会采用建筑3D(3D printing，三维打印)打印等建筑设备来辅助施工。但是，现有的建筑设备依靠预设的行走路线进行施工作业，其对环境地形的要求较高，导致难以应用现有的建筑设备在月球上进行施工作业。
发明内容
本申请提供一种月球建筑3D打印设备，以解决现有的建筑设备在地形较为复杂的环境下，难以进行施工作业的问题。
第一方面，本申请提供一种月球建筑3D打印设备，包括：移动装置、动作装置、探测装置和控制装置，所述动作装置设置于所述移动装置上；所述探测装置设置于所述移动装置上，所述探测装置用于探测地形，得到地形特征数据；所述控制装置分别与所述动作装置、所述移动装置、所述探测装置连接，所述控制装置用于根据所述地形特征数据，得到地形信息，并根据所述地形信息规划行走路线以及执行动作的地点，并控制所述移动装置按照规划路线移动，在到达执行动作的地点后，控制所述动作装置作业。
本申请实施例中，通过探测装置来对地形进行探测得到地形特征数据，以使控制装置根据地形特征数据，得到地形信息，进而可以根据地形信息规划行走路线以及执行动作的地点，并控制移动装置按照规划路线移动，在到达执行动作的地点后，控制动作装置作业。无需预设行走路线，即使在复杂环境中，控制装置也可以根据探测装置探测得到的地形特征数据得到地形信息，进而根据地形信息规划行走路线，完成施工作业。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述月球建筑3D打印设备为取料设备，相应的，所述动作装置为采料装置，所述采料装置，包括：存料仓、取料机构和传输机构，存料仓设置于所述移动装置上；取料机构用于从外界采集原始建筑材料，并对所述原始建筑材料进行筛选；传输机构与所述取料机构连通，所述传输机构用于将所述取料机构传输的筛选后的建筑材料传输至存料仓中存储。
本申请实施例中，动作装置可以为采料装置，此时可以通过采料装置中的取料机构采集外界的原始建筑材料，并对采集的原始建筑材料进行筛选，通过传输机构将筛选后的建筑材料传输至存料仓中存储。通过本方案能自行从外界采集建筑材料，无需施工人员采集，降低了人力成本。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述取料机构，包括：铲斗、铲斗臂，铲斗，所述铲斗的底部为镂空结构，所述铲斗的底部位于所述传输机构的上方，所述铲斗用于采集原始建筑材料并对所述原始建筑材料进行筛选，其中，筛选后的建筑材料通过所述镂空结构落入所述传输机构；铲斗臂，所述铲斗臂的一端与所述铲斗连接，所述铲斗臂的另一端与所述存料仓连接，所述铲斗臂用于控制所述铲斗的起降以及倾斜角度。
本申请实施例中，通过铲斗来采集原始建筑材料，由于铲斗的底部为镂空结构，从而可以利用该镂空结构对铲斗内部的原始建筑材料进行筛选，得到符合建筑需求的建筑材料，提高了采集得到的建筑材料的可用性。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述取料机构，包括：铲斗、铲斗臂和滤网，所述铲斗的底部设置有开口，所述铲斗的底部位于所述传输机构的上方，所述铲斗用于采集原始建筑材料；铲斗臂，所述铲斗臂的一端与所述铲斗连接，所述铲斗臂的另一端与所述存料仓连接，所述铲斗臂用于控制所述铲斗的起降以及倾斜角度；滤网，覆盖在所述铲斗底部的开口上，所述滤网用于对所述铲斗采集的原始建筑材料进行筛选，其中，筛选后的建筑材料通过所述开口落入所述传输机构。
本申请实施例中，铲斗的底部设置有开口，开口上覆盖有滤网，从而可以通过滤网对铲斗内部的原始建筑材料进行筛选。可以通过更换不同孔径和/或目数的滤网，实现采集不同要求的建筑材料的需求，扩大了本方案的适用范围。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述采料装置，还包括：筛选机构，所述传输机构通过所述筛选机构与所述存料仓连通，所述传输机构将所述筛选后的建筑材料输送至所述筛选机构，所述筛选机构对所述筛选后的建筑材料再次进行筛选，并将二次筛选后的建筑材料存储至所述存料仓。
本申请实施例中，通过设置筛选机构对取料机构筛选后的材料进一步筛选，保证最终得到的建筑材料符合使用需求，提高最终存储至存料仓中的建筑材料的可用性。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述探测装置，包括：雷达传感器，摄像单元，所述雷达传感器设置于所述移动装置上，所述雷达传感器用于向外界发送探测信号，并接收反射回来的探测信号；所述摄像单元设置于所述移动装置上，所述摄像单元用于采集外界的地形图像，所述地形特征数据包括所述地形图像、所述探测信号和所述反射回来的探测信号；所述控制装置，具体用于根据所述探测信号、所述反射回来的探测信号以及所述地形图像，得到外界的地形信息。
本申请实施例中，由于地形特征数据包括摄像单元采集得到的地形图像，以及雷达传感器发送的探测信号和反射回来的探测信号，使得控制装置能根据地形特征数据得到准确的地形信息，进而提高后续得到的规划行走路线以及执行动作的地点的准确性。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述控制装置，具体用于根据所述探测信号、所述反射回来的探测信号，确定预设范围内不存在障碍物，基于所述地形图像确定所述预设范围内存在地面平整度满足预设条件的目标位置，控制所述移动装置移动至所述目标位置，在到达所述目标位置后，控制所述动作装置作业。
本申请实施例中，通过探测信号、反射回来的探测信号以及地形图像充分考虑到了预设范围内的地形特征，从而使最终得到的目标位置能满足动作装置作业的条件，提高了本月球建筑3D打印设备的可靠性。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述月球建筑3D打印设备，还包括：太阳能板，所述太阳能板设置于所述移动装置的每一个侧面，所述太阳能板与所述月球建筑3D打印设备的电源管理装置连接。
本申请实施例中，由于太阳能板设置在移动装置的每一个侧面，即使移动装置进行移动，也始终会有一部分太阳能板处于太阳照射下，实现对太阳能的充分利用，提高太阳能板充电的效果。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述月球建筑3D打印设备，还包括：至少一个太阳翼，所述太阳翼为太阳能板制成，所述太阳翼沿水平方向设置于所述移动装置上，所述太阳翼与所述月球建筑3D打印设备的电源管理装置连接。
本申请实施例中，通过设置太阳翼来为电源管理装置供电，可以进一步提高供电的效果，提高该月球建筑3D打印设备的续航能力。
结合上述第一方面提供的技术方案，在一些可能的实施方式中，所述月球建筑3D打印设备，还包括：光线传感器，与所述控制装置连接，所述光线传感器用于检测太阳照射方向；所述控制装置还用于根据所述太阳照射方向控制所述太阳翼的翻转角度。
本申请实施例中，通过设置光线传感器来检测太阳照射方向，进而使控制装置根据太阳照射方向控制太阳翼的翻转角度，使太阳翼始终正对太阳照射方向，提高太阳翼发电的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例示出的一种月球建筑3D打印设备的结构框图；
图2为本申请实施例示出的又一种月球建筑3D打印设备的结构框图；
图3为本申请实施例示出的一种月球建筑3D打印设备的结构示意图；
图4为本申请实施例示出的又一种月球建筑3D打印设备的结构示意图。
附图标记：10-月球建筑3D打印设备；100-移动装置；200-动作装置；300-探测装置；400-控制装置；201-铲斗；202-铲斗臂；203-滤网；204-传输机构；205-存料仓；206-伸缩杆；301-雷达传感器；302-摄像机；500-太阳翼；207-出料口；600-天线；700-太阳能板；800-旋转平台；208-料仓；209-机械臂；210-打印喷头；303-云台相机。
具体实施方式
术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，并不表示排列序号，也不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。
下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1，图1为本申请实施例示出的一种月球建筑3D打印设备10的结构框图，月球建筑3D打印设备10包括移动装置100、动作装置200、探测装置300和控制装置400。
动作装置200设置于移动装置100上；探测装置300设置于移动装置100上，探测装置300用于探测地形，得到地形特征数据；控制装置400分别与动作装置200、移动装置100、探测装置300连接，控制装置400用于根据地形特征数据，得到地形信息，并根据地形信息规划行走路线以及执行动作的地点，并控制移动装置100按照规划路线移动，在到达执行动作的地点后，控制动作装置200作业。
控制装置400可以通过探测装置300探测得到地形特征数据得到地形信息，进而根据地形信息规划行走路线以及执行动作的地点，无需预设行走路线，即使在复杂环境中，也可以根据探测得到的地形信息规划行走路线，完成施工作业。
控制装置400可以是任意具有数据处理能力的装置，例如可以是处理器、主控电脑等，其中，控制装置400可以是一种具有数据处理能力的集成电路芯片，或者可以是通用处理器、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
移动装置100可以是轮式行走机构、半履带式行走机构、车轮-履带式行走机构、履带式行走机构中的任意一种，此处不对其具体的类型作出限制。
其中，轮式行走机构更加灵活，适用于3D打印设备等对移动装置100的灵活度要求较高的月球建筑3D打印设备10，履带式行走机构能适应更加恶劣的路况，适用于取料设备等对移动装置100的适应力要求较高的月球建筑3D打印设备10。
一种实施方式下，探测装置300可以有如下三种实现方式。
第一种实施方式下，探测装置300包括雷达传感器，雷达传感器设置于移动装置100上，雷达传感器用于向外界发送探测信号，并接收反射回来的探测信号。此时，控制装置400用于根据探测信号、反射回来的探测信号，得到外界的地形信息。
雷达传感器可以是任意型号的雷达传感器，此处不对雷达传感器的具体型号进行限制。
为了提高控制装置400得到的地形信息的准确性，一种实施方式下，可以在移动装置100上设置多个相同方向发送探测信号的雷达传感器，控制装置400对多个雷达传感器发送的探测信号、反射回来的探测信号进行对比，得到更加准确的地形信息。
为了使控制装置400能得到更大范围的地形信息，一种实施方式下，可以在移动装置100上设置多个向不同方向发送探测信号的雷达传感器，针对每一个方向，控制装置400基于该方向的雷达传感器发送的探测信号、反射回来的探测信号，得到该方向的地形信息。结合多个方向的地形信息，可以得到更大范围的地形信息。
根据雷达传感器发送的探测信号以及反射回来的探测信号，得到地形信息的具体方式已为本领域技术人员所熟知，为简要描述，此处不再赘述。
第二种实施方式下，探测装置300包括摄像单元，摄像单元设置于移动装置100上，摄像单元用于采集外界的地形图像。此时，控制装置400具体用于根据地形图像，得到外界的地形信息。
摄像单元可以是单个摄像机，也可以是多个摄像机组成的摄像机阵列。
当摄像单元为多个摄像机组成的摄像机阵列时，摄像机阵列中的每个摄像机采集不同方向的地形图像，以使控制装置400基于该摄像机阵列得到月球建筑3D打印设备10周围所有方向的地形图像。
摄像机的具体型号可以根据实际需求选择，此处不对其具体型号进行限制。
控制装置400根据地形图像，得到外界的地形信息的具体过程可以是，根据摄像机传输回来的图片影像资料，经过处理器对图片的图像识别，确定出打印现场是否具有打印施工条件。
第三种实施方式下，探测装置300包括雷达传感器、摄像单元。
雷达传感器设置于移动装置100上，雷达传感器用于向外界发送探测信号，并接收反射回来的探测信号。摄像单元设置于移动装置100上，摄像单元用于采集外界的地形图像，地形特征数据包括地形图像、探测信号和反射回来的探测信号。此时，控制装置400具体用于根据探测信号、反射回来的探测信号以及地形图像，得到外界的地形信息。
其中，雷达传感器的具体实现方式与第一种实施方式中的雷达传感器一致，摄像单元的具体实现方式与第二种实施方式中的摄像单元一致，为简要描述，此处不再赘述。
在地形特征数据包括地形图像、探测信号和反射回来的探测信号时，控制装置400具体用于根据探测信号、反射回来的探测信号，确定预设范围内不存在障碍物，基于地形图像确定预设范围内存在地面平整度满足预设条件的目标位置，控制移动装置100移动至目标位置，在到达目标位置后，控制动作装置200作业。
上述的预设范围可以根据实际需求设置，但预设范围需要大于月球建筑3D打印设备10作业时需要的工作范围。目标位置的面积需要大于等于月球建筑3D打印设备10作业时需要的工作范围。
具体的，控制装置400可以是首先根据探测信号、反射回来的探测信号，确定预设范围内是否存在障碍物。在预设范围内不存在障碍物时，基于地形图像确定预设范围内是否存在地面平整度满足预设条件的目标位置，若存在目标位置，则控制移动装置100移动至目标位置，在到达目标位置后，控制动作装置200作业。
为了提高月球建筑3D打印设备10的续航能力，第一种实施方式下，可以在月球建筑3D打印设备10上设置太阳能板。第二种实施方式下，可以在月球建筑3D打印设备10上设置太阳翼。
第一种实施方式下，月球建筑3D打印设备10还包括：太阳能板，太阳能板设置于移动装置100的每一个侧面，太阳能板与月球建筑3D打印设备10的电源管理装置连接。由于太阳能板设置在移动装置100的每一个侧面，即使移动装置100进行移动，也始终会有一部分太阳能板处于太阳照射下，实现对太阳能的充分利用，提高太阳能板充电的效果。
第二种实施方式下，月球建筑3D打印设备10还包括：至少一个太阳翼，太阳翼为太阳能板制成，太阳翼设置于移动装置100上，太阳翼与月球建筑3D打印设备10的电源管理装置连接。
太阳翼可以沿水平方向设置在移动装置100，以增大太阳光的照射面积。
为了提高太阳翼的发电效果，一种实施方式下，月球建筑3D打印设备10还包括：光线传感器，光线传感器与控制装置400连接，光线传感器用于检测太阳照射方向。此时，控制装置400还用于根据太阳照射方向控制太阳翼的翻转角度，使太阳翼始终正对太阳照射方向，提高太阳翼发电的效率。
月球建筑3D打印设备10还可以设置有天线，天线与控制装置400连接，天线用于接收控制指令，以实现对月球建筑3D打印设备10的远程控制。例如，当接收到的控制指令为移动指令时，控制装置400根据移动指令控制移动装置100进行移动。为了便于理解，请参阅图2。
控制装置400还可以通过天线将月球建筑3D打印设备10自身的工作数据发送给其他设备，例如将地形信息、地形特征数据发送给其他设备。
一种实施方式下，为了提高动作装置200的灵活性，月球建筑3D打印设备10还可以包括：旋转平台，旋转平台设置于移动装置100上，动作装置200设置于旋转平台上。通过旋转平台可以带动动作装置200的转动，从而提高动作装置200的工作方向，提高动作装置200的灵活性。
可选的，上述的探测装置300也可以设置在旋转平台上，通过旋转平台可以带动探测装置300进行转动，提高探测装置300的探测范围。
太阳翼也可以设置在旋转平台上，通过旋转平台可以带动太阳翼进行转动，防止月球建筑3D打印设备10自身遮挡该太阳翼。
一种实施方式下，当上述的月球建筑3D打印设备10为取料设备时，相应的，动作装置200为采料装置，采料装置包括存料仓、取料机构、传输机构。
存料仓，设置于移动装置100上。取料机构用于从外界采集原始建筑材料，并对原始建筑材料进行筛选。传输机构与取料机构连通，传输机构用于将取料机构传输的筛选后的建筑材料传输至存料仓中存储。
传输机构可以是传送带、绞龙等传输机构。或者，传输机构也可以是传送带、绞龙配合将取料机构传输的筛选后的建筑材料传输至存料仓中存储。
例如，传输机构可以包括传送带、绞龙，通过绞龙将取料机构筛选后的建筑材料聚集起来推入传送带，然后传送带将筛选后的建筑材料传输至存料仓中存储。此处举例仅为便于理解，不应作为对本申请的限制。
一种实施方式下，取料机构可以包括铲斗、铲斗臂。
铲斗的底部为镂空结构，铲斗的底部位于传输机构的上方，铲斗用于采集原始建筑材料并对原始建筑材料进行筛选，其中，筛选后的建筑材料通过镂空结构落入所述传输机构。铲斗臂的一端与铲斗连接，铲斗臂的另一端与存料仓连接，铲斗臂用于控制铲斗的起降以及倾斜角度。
此处不对铲斗底部的镂空结构的具体形状进行限制。
控制装置400通过控制铲斗臂实现对铲斗的起降以及倾斜角度进行控制。在实际应用中，首先控制铲斗将目标原始建筑材料收入铲斗中，原始建筑材料中较细的颗粒通过镂空结构落入传输机构。然后控制铲斗的倾斜角度将铲斗中剩下的较大颗粒的原始建筑材料倒掉。
又一种实施方式下，取料机构包括铲斗、铲斗臂、滤网。
铲斗的底部设置有开口，铲斗的底部位于传输机构的上方，铲斗用于采集原始建筑材料。铲斗臂的一端与铲斗连接，铲斗臂的另一端与存料仓连接，铲斗臂用于控制铲斗的起降以及倾斜角度。滤网覆盖在铲斗底部的开口上，滤网用于对铲斗采集的原始建筑材料进行筛选，且筛选后的建筑材料通过开口落入所述传输机构。
取料机构的工作方式与前文记载的取料机构工作方式一致，为简要描述，此处不再赘述。
滤网的孔径和/或目数可以根据实际需求设置，此处不对滤网的孔径和/或目数进行限制。
当月球建筑3D打印设备10还包括有旋转平台时，铲斗臂原理铲斗的一端还可以与旋转平台连接，料仓也可以设置在旋转平台上，以使旋转平台可以带动存料仓、取料机构、传输机构旋转，提高采料装置的灵活性。
为了保证最终得到的建筑材料符合使用需求，提高最终存储至存料仓中的建筑材料的可用性，一种实施方式下，采料装置，还包括筛选机构，传输机构通过筛选机构与存料仓连通，传输机构将筛选后的建筑材料输送至筛选机构，筛选机构对筛选后的建筑材料再次进行筛选，并将二次筛选后的建筑材料存储至存料仓。
其中，筛选机构可以是滤网，对筛选后的建筑材料再次进行筛选，若最终需要的建筑材料为较小颗粒的建筑材料时，则将较小颗粒的建筑材料存储至存料仓，将较大颗粒的建筑材料排出。若最终需要的建筑材料为较大颗粒的建筑材料时，则将较大颗粒的建筑材料存储至存料仓，将较小颗粒的建筑材料排出。
为了提高建筑材料的适用范围，一种实施方式下，筛选机构可以包括多个不同孔径滤网，其中，多个滤网按照孔径从大到小的顺序从上向下排列，孔径最大的滤网在最上方。同时，存料仓中设置有多个料仓，每个料仓用于存储不同颗粒大小的建筑材料。
以筛选机构包括3个不同孔径滤网，存料仓包括A料仓、B料仓、C料仓、D料仓这4个料仓为例进行说明。传输机构传输的建筑材料进入筛选机构的第一层滤网(孔径最大的滤网)，较小颗粒的建筑材料通过第一层滤网的孔落入第二层滤网，第一层滤网上剩下最大颗粒的建筑材料，将该最大颗粒的建筑材料存储至A料仓中。落入第二层滤网的建筑材料经过该第二层滤网筛选，第二层滤网上剩下较大颗粒的建筑材料，将该较大颗粒的建筑材料存储至B料仓中。落入第三层滤网的建筑材料经过该第三层滤网筛选，第三层滤网上剩下较小颗粒的建筑材料，将该较小颗粒的建筑材料存储至C料仓中。将通过第三层滤网的最小颗粒的建筑材料存储至D料仓中。
上述举例仅为便于理解，不应作为对本申请的限制。
由于存料仓中设置有多个存储不同颗粒大小的建筑材料的料仓，在输出料仓中的建筑材料时，可以根据不同的使用需求，改变输出建筑材料中不同颗粒大小建筑材料的配比，使输出的建筑材料更加符合实际使用需求，提高采集得到的建筑材料的适用范围。
为了进一步理解上述的取料设备，请参阅图3。需要说明的是，图3所示的原理为本申请月球建筑3D打印设备10的众多实施例中的一种，因此，不能将图3所示的取料设备理解成是对本申请的限制。
如图3所示，取料设备的移动装置100为履带式移动机构，在移动装置100上设置有动作装置200。动作装置200包括铲斗201、铲斗臂202、滤网203、传输机构204和存料仓205。铲斗臂202上设置有伸缩杆206，铲斗臂202通过伸缩杆206实现控制铲斗201的起降以及倾斜角度。雷达传感器301设置在存料仓205与铲斗臂202连接的一侧，通过两个雷达传感器301探测同一方向的地形特征数据。摄像机302设置在存料仓205顶面的四个角的位置，以采集取料设备四个方向的地形图像。太阳翼500设置在存料仓205顶部的边缘位置。取料设备还包括有出料口207，通过出料口207将存料仓205中存储的建筑材料输送出去。存料仓205的顶部还设置有天线600。
其中，图3所示的各个部件的具体实现原理及结构在前文已叙述清楚，为简要描述，此处不再赘述。
一种实施方式下，当上述的月球建筑3D打印设备10为3D打印设备时，相应的，动作装置200为3D打印装置，3D打印装置包括料仓、机械臂和打印喷头。
打印喷头设置在机械臂的执行端，打印喷头与料仓连通。机械臂与控制装置400连接，控制装置400通过控制机械臂的姿态来可打印喷头的位置移动。
机械臂可以是目前市场上在建筑3D打印中常涉及到任意型号的工业机器人或机械臂，只要能控制打印喷头的位置移动，并控制打印喷头打印建筑构件即可，例如，机械臂可以是六轴机器人。
为了准确获知打印喷头的打印状态，一种实施方式下，在打印喷头上还设置有摄像头，通过该摄像头采集打印喷头输出的建筑材料的状态图像。
为了进一步理解上述的3D打印设备，请参阅图4。需要说明的是，图4所示的原理为本申请月球建筑3D打印设备10的众多实施例中的一种，因此，不能将图4所示的3D打印设备理解成是对本申请的限制。
如图4所示，3D打印设备的移动装置100为轮式行走机构，在移动装置100的每一个侧面均设置有太阳能板700。旋转平台800设置在移动装置100上，旋转平台800上设置有料仓208、机械臂209，机械臂209的执行端设置有打印喷头210。太阳翼500设置在旋转平台800上表面的边缘处，雷达传感器301设置在旋转平台800靠近机械臂209的侧面，通过两个雷达传感器301采集一个方向的地形特征数据。摄像机302设置在旋转平台的上表面，采集与雷达传感器301同一方向的地形图像。在料仓208的顶部还设置有云台相机303和天线600，通过云台相机303可以更加灵活地采集不同方向的地形图像。天线600设置在料仓208的顶部。
其中，图4所示的各个部件的具体实现原理及结构在前文已叙述清楚，为简要描述，此处不再赘述。
一种实施方式下，上述的月球建筑3D打印设备10可以应用于多种环境进行建筑作业，例如可以应用于沙地环境、月球表面等。
由于月球土壤具有不需要加工就可直接作为防护材料的特性，所以可以利用月球本身的土壤作为建材。可以利用上述的取料设备采集月球土壤，并对其进行筛选得到建筑材料，然后将取料设备采集得到的建筑材料输送给上述的3D打印设备，以使3D打印设备利用该建筑材料打印建筑构件。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种月球建筑3D打印设备，其特征在于，包括：
移动装置；
动作装置，所述动作装置设置于所述移动装置上；
探测装置，所述探测装置设置于所述移动装置上，所述探测装置用于探测地形，得到地形特征数据；
控制装置，所述控制装置分别与所述动作装置、所述移动装置、所述探测装置连接，所述控制装置用于根据所述地形特征数据，得到地形信息，并根据所述地形信息规划行走路线以及执行动作的地点，并控制所述移动装置按照规划路线移动，在到达执行动作的地点后，控制所述动作装置作业。
2.根据权利要求1所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述月球建筑3D打印设备为取料设备，相应的，所述动作装置为采料装置，所述采料装置，包括：
存料仓，设置于所述移动装置上；
取料机构，用于从外界采集原始建筑材料，并对所述原始建筑材料进行筛选；
传输机构，与所述取料机构连通，所述传输机构用于将所述取料机构传输的筛选后的建筑材料传输至存料仓中存储。
3.根据权利要求2所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述取料机构，包括：
铲斗，所述铲斗的底部为镂空结构，所述铲斗的底部位于所述传输机构的上方，所述铲斗用于采集原始建筑材料并对所述原始建筑材料进行筛选，其中，筛选后的建筑材料通过所述镂空结构落入所述传输机构；
铲斗臂，所述铲斗臂的一端与所述铲斗连接，所述铲斗臂的另一端与所述存料仓连接，所述铲斗臂用于控制所述铲斗的起降以及倾斜角度。
4.根据权利要求2所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述取料机构，包括：
铲斗，所述铲斗的底部设置有开口，所述铲斗的底部位于所述传输机构的上方，所述铲斗用于采集原始建筑材料；
铲斗臂，所述铲斗臂的一端与所述铲斗连接，所述铲斗臂的另一端与所述存料仓连接，所述铲斗臂用于控制所述铲斗的起降以及倾斜角度；
滤网，覆盖在所述铲斗底部的开口上，所述滤网用于对所述铲斗采集的原始建筑材料进行筛选，其中，筛选后的建筑材料通过所述开口落入所述传输机构。
5.根据权利要求2所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述采料装置，还包括：
筛选机构，所述传输机构通过所述筛选机构与所述存料仓连通，所述传输机构将所述筛选后的建筑材料输送至所述筛选机构，所述筛选机构对所述筛选后的建筑材料再次进行筛选，并将二次筛选后的建筑材料存储至所述存料仓。
6.根据权利要求1所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述探测装置，包括：
雷达传感器，所述雷达传感器设置于所述移动装置上，所述雷达传感器用于向外界发送探测信号，并接收反射回来的探测信号；
摄像单元，所述摄像单元设置于所述移动装置上，所述摄像单元用于采集外界的地形图像，所述地形特征数据包括所述地形图像、所述探测信号和所述反射回来的探测信号；
所述控制装置，具体用于根据所述探测信号、所述反射回来的探测信号以及所述地形图像，得到外界的地形信息。
7.根据权利要求6所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述控制装置，具体用于根据所述探测信号、所述反射回来的探测信号，确定预设范围内不存在障碍物，基于所述地形图像确定所述预设范围内存在地面平整度满足预设条件的目标位置，控制所述移动装置移动至所述目标位置，在到达所述目标位置后，控制所述动作装置作业。
8.根据权利要求1所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述月球建筑3D打印设备，还包括：
太阳能板，所述太阳能板设置于所述移动装置的每一个侧面，所述太阳能板与所述月球建筑3D打印设备的电源管理装置连接。
9.根据权利要求8所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述月球建筑3D打印设备，还包括：
至少一个太阳翼，所述太阳翼为太阳能板制成，所述太阳翼沿水平方向设置于所述移动装置上，所述太阳翼与所述月球建筑3D打印设备的电源管理装置连接。
10.根据权利要求9所述的月球建筑3D打印设备，其特征在于，所述月球建筑3D打印设备，还包括：
光线传感器，与所述控制装置连接，所述光线传感器用于检测太阳照射方向；
所述控制装置还用于根据所述太阳照射方向控制所述太阳翼的翻转角度。
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