1.本发明属于月面原位建造领域，涉及一种可重构的月壤模块烧结模具、系统及方法，更具体地，涉及一种基于光-电-热的月壤模块烧结试验系统及方法。
背景技术：
2.月球是人类向深空探测的一个起点，但是建设月球基地所需的大量原材料如果从地球运输到月球，考虑到地球使用运载工具将25吨的有效装置送入月球所需要的成本超过20亿美元，即每公斤75000美元。因此，月球基地的发展只有在就地资源利用(isru)的情况下才是可持续的和可承受的。而月球本身具有丰富的资源储备，因此利用月壤原位成型进行月球基地建设是优先考虑的方案。
3.而月壤原位成型涉及模块化烧结技术，模块化烧结在制砖、制板等领域已经是一项十分成熟的技术。采用模块化的方式可以便捷、可靠的将原料制作成预想构件的形状，但当对构件形状有多样化要求时，需要频繁更换模板，这一操作在地面上较为简单，但由于月面的极端环境以及载荷的成本极高，更换模板在月面上成为了一件可行性极低的工作。因此，基于原位建造，实现自动化、多样化的月壤模具的烧结成为了一个十分重要且必要的课题。
技术实现要素：
4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种可重构的月壤模块烧结模具、系统及方法，其目的在于，让月壤烧结摆脱单一形状模具造成单一形状构件的局限性，实现任意形状月面建筑构件的烧结制造，为月面原位建造提供轻便、高效益的j9九游会真人的解决方案。
5.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种可重构的月壤模块烧结模具，包括柔性模具板、针床组件和线性执行器模组；所述针床组件包括基床和在基床上阵列排布的针；所述线性执行器模组包括与所述针一一对应的呈阵列排布的线性执行器，每个线性执行器对应控制一个针的线性伸缩；所述柔性模具板背面连接所述针床组件中的针，以使柔性模具板随着线性执行器的动作改变形状。
6.进一步地，柔性模具板采用多层柔性耐高温导热材料制成。
7.进一步地，所述柔性耐高温导热材料为石墨板、陶瓷纤维、碳纤维、金属柔性导热材料或复合柔性导热材料。
8.按照本发明的另一方面，提供了一种月壤模块烧结系统，包括电热烧结单元、工作台单元、和控制单元；
9.所述电热烧结单元包括电热烧结加热器、热电偶测温模块和如前所述的可重构的月壤模块烧结模具；电热烧结加热器用于加热所述柔性模具板，热电偶测温模块用于检测月壤烧结时的温度变化；
10.所述工作台单元包括滤粉网、储粉仓、工作台与工作台电机；月壤模块烧结模具安
装于所述工作台上；月壤经滤粉网过滤后进入储粉仓储存，烧结时储粉仓的月壤粉末进入到月壤模块烧结模具中，烧结完毕后工作台电机驱动工作台震动脱模；
11.所述控制单元用于控制所述电热烧结单元和工作台单元的工作。
12.进一步地，还包括光电单元；所述光电单元包括太阳能板，光电转换模块、储电设备和供配电模块；光电单元利用太阳能板将太阳能转化为电能储存在储电设备中，并依靠供配电模块将电力供给给其他系统。
13.按照本发明的另一方面，提供了一种月壤模块烧结方法，基于如前所述的月壤模块烧结系统实现，包括以下步骤：
14.筛分储粉步骤：月壤经滤粉网过滤后进入储粉仓储存；
15.模具重构步骤：可重构的月壤模块烧结模具按照控制单元发放的动作组指令开始重构，直到实现预设模具形状；
16.铺粉压实步骤：储粉仓中的月壤粉末进入到月壤模块烧结模具中，并进行压实；
17.烧结脱模步骤：电热烧结加热器启动，对月壤模块烧结模具中的月壤进行烧结，烧结完成后，工作台震动脱模，取出月壤烧结构件。
18.进一步地，所述的模具重构步骤中，由控制单元发送指令后，线性执行器模组根据指令进行一维线性轴向运动，从而驱动针床组件的针线性伸缩进行姿态重构，进一步控制柔性模具板形状的变化。
19.进一步地，柔性模具板背面采用点阵控制模式，每个点对应一个线性执行器，控制单元指令通过控制线性执行器带动相应的针伸缩改变每个点的行程来控制整个针床组件的姿态，从而进一步控制柔性模具板形状的变化。
20.进一步地，烧结脱模步骤中，电热烧结加热器烧结时，通过热电偶测温模块实时监测烧结时模具里月壤的温度变化，根据温度信息对电热烧结加热器进行反馈控制，实时调节烧结温度，避免温度过高或过低引起烧结失败。
21.总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
22.1.本发明提出的一种月壤模块烧结系统及方法，基于可重构模具，提供了一种可以利用一套模具实现任意形状月壤构件烧结成形的方案。模具化成形的一大缺陷就是一模一形，在更换构件形状时需要更换相应形状的模板，这一点在地面上很容易做到，但在月面上由于极端环境以及运输条件的影响导致可行性极低。因此本发明提出了一款可重构模具，利用线性执行器模组控制针床组件的姿态变化，进一步利用针床组件的姿态变化控制柔性面板的形状变化，从而实现模具形状的多样化，让模具烧结摆脱单一形状构件的局限性，实现了任意形状月壤构件的成形，大大提升了装置在月面极端环境下的实际使用效益。
23.2.本发明提出的一种壤模块烧结系统及方法，提供了一种月面上便捷，可靠的构件成形方法。现有的构件的成形方法有很多，例如锻造、3d打印等，但这些成形方法由于缺乏模具的约束，成形效果往往不佳，容易出现表面不平、棱角缺损等诸多问题，而这些问题会在构件进行月面建筑建造时成为风险隐患，而在月面的极端环境中，维修和救险都需要巨大的成本，因此这种风险带来的损失是不可接受的。本发明提出的可重构模具烧结成形方法不仅可以依靠模具的约束可以有力的解决这些问题，还可以大大提升月壤成形构件的质量，为实现可靠的月面建造提供基础。
附图说明
24.图1是本发明优选实施例中月壤模块烧结系统及方法的系统组成框图；
25.图2是本发明优选实施例中的可重构模具结构图；
26.图3是本发明优选实施例中可重构模板的运动变形示意图。
27.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
28.1-柔性模具板，2-针床单元，3-线性执行器模组。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
30.为实现上述目的，如图1所示，按照本发明的一个方面，提供了一种基于光-电-热的月壤模块烧结试验系统及方法，其特征在于，其组成包括光电单元、电热烧结单元、工作台单元、和控制单元。
31.优选地，光电单元的组成包括太阳能板，光电转换模块、储电设备和供配电模块。光电单元利用太阳能板将太阳能转化为电能储存在储电设备中，并依靠供配电模块将电力供给给其他系统。
32.优选地，电热烧结单元由电热烧结加热器、可重构模具和热电偶测温模块组成，如图2所示，可重构模具组成包括柔性模具板、针床组件和线性执行器模组。可重构模具调节好形状后，月壤粉末进入模具压实后，由电热烧结加热器进行模具烧结。优选地，柔性模具板采用多层柔性石墨板制作，石墨可塑性，导热性良好，并且具备良好的耐高温性能。在其他实施例中，柔性模具板也可以采用其他柔性耐高温导热材料例如陶瓷纤维、碳纤维、金属柔性导热材料、复合柔性导热材料等。
33.优选地，如图3所示，对于可重构模具，在控制单元发送指令后，线性执行器模组根据指令进行一维线性轴向运动，从而驱动针床组件进行姿态重构，进一步控制模具板形状的变化。
34.优选地，根工作台单元由滤粉网、储粉仓、工作台与工作台电机组成。月壤经滤粉网过滤后进入储粉仓储存，烧结时储粉仓的月壤粉末进入到模具中，烧结完毕后工作台震动脱模。
35.本发明的主要工作模式包括以下步骤：
36.(s1)月壤经滤粉网过滤后进入储粉仓储存。
37.(s2)可重构模具按照控制单元发放的动作组指令开始重构，直到实现预设模具形状。
38.(s3)储粉仓中的月壤粉末进入到模具中，并进行压实。
39.(s4)电热烧结加热器启动，对月壤进行模具烧结，烧结完成后，工作台震动脱模，取出构件。
40.优选地，电热烧结加热器烧结时，热电偶测温模块会实时监测烧结时模具里构件的温度变化，根据温度信息对电热烧结加热器进行反馈控制，实时调节烧结温度，避免温度
过高或过低引起烧结失败。热电偶测温模块会实时监测烧结时模具里构件的温度变化，根据温度信息便于对加热器的温度调整。
41.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。