月面表層采樣裝置機構設計與試驗分析.pdf

1、星體表層采樣裝置是星際采樣任務中的重要部分，研究星體表層采樣裝置的機構特點及其采樣力學特性，對提高空間采樣任務的可靠性、提高單次采樣成功率與縮短采樣任務時間都有著極其重要的作用。人類空間采樣領域研究以近地行星表層采樣與月球表層采樣為主，其中月球表層采樣任務占據(jù)空間采用任務的大多數(shù)。但目前我國在月球采樣領域研究仍處于起步階段，存在研究方法單一、采樣特性試驗少、試驗方法不完善與試驗手段不夠豐富等問題。因此本文在總結前人所做工作的基礎上，結合

2、“探月三期”任務，研制了基于反鏟原理的月表采樣裝置及其性能測試系統(tǒng)，并基于該系統(tǒng)對采樣裝置進行了豐富的試驗研究工作。
　　 主要內(nèi)容及成果如下:
　　 1、通過調(diào)研與分析，研制了反鏟、抓鏟與旋挖三種形式的月表采樣裝置，并對原理樣機進行了采樣功能測試試驗。測試結果表明:三種采樣裝置均能完成表面采樣，但基于抓鏟與旋挖原理的采樣裝置在采樣與初級封裝容器轉移性能指標上不及反鏟式采樣裝置。
　　 2、基于反鏟采樣原理，研制

3、了反鏟式月表采樣裝置。該裝置具有結構質(zhì)量輕、機構簡單與功耗低等特點，結合機械臂能完成月表采樣、樣品轉移與初級封裝容器轉移任務。
　　 3、在總結前人工作的基礎上，對反鏟式月表采樣裝置采樣力進行了預測研究。預測模型以McKyes提出的三維土壤切割模型為基礎，并根據(jù)反鏟式鏟斗幾何特征建立切土深度變化矩陣，從而得到隨鏟斗轉角變化，采樣裝置受力變化的預測結果。
　　 4、根據(jù)反鏟式月表采樣裝置，研制了采樣裝置性能測試系統(tǒng)。借助該