鉆取采樣參數(shù)測試平臺研制及試驗研究.pdf

1、月球采樣具有重大的經(jīng)濟和科學意義,完成月球采樣將會為人類開發(fā)利用月球資源打下基礎。月壤深層采樣裝置是實現(xiàn)月壤采集必不可少的設備,而鉆進式深層采樣具有適應性強和功耗低的優(yōu)點,所以目前國外已成功應用的月球土壤深層采樣裝置均采用鉆進式設計。由于目標月壤特性和成分都無法確定,考慮到外層空間作業(yè)能耗限制的問題,研制具有輕量化、低功耗、高效率和高可靠性等特性的月壤鉆取采樣裝置具有重要的學術研究及工程應用價值。本課題針對我國探月三期工程鉆取采樣裝置研

2、制了鉆取采樣參數(shù)測試平臺。
　　通過查閱相關方面資料結合前蘇聯(lián)和美國成功的采樣返回經(jīng)驗,以真實月壤采集裝置原理和結構為基礎,基于無滑差軟袋取芯機理提出了一種鉆取采樣參數(shù)測試平臺的方案。該測試臺分為鉆具驅動裝置、進尺驅動裝置,角度調(diào)整裝置和測試臺架四個部分,可以實現(xiàn)回轉、激振和進尺三個主要運動。通過檢測回轉轉矩、回轉轉速、進尺鉆壓力、進尺位移、激振頻率和激振驅動力等參數(shù),完成鉆取采樣過程的實時狀態(tài)監(jiān)測。
　　對鉆取采樣參數(shù)測試

3、平臺激振驅動力、激振頻率響應特性、進尺特性進行了分析計算。通過建立的凸輪運動受力分析模型,推導出最大驅動力矩與凸輪回轉轉速的關系公式。使用有限元軟件對測試臺主要承載部件進行了應力應變分析,完成各部件的強度和剛度校核。開展了鉆取采樣參數(shù)測試平臺詳細結構設計,繪制測試臺二維工程圖和三維模型,并完成了機械系統(tǒng)的集成。
　　設計并搭建了鉆取采樣參數(shù)測試平臺控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)由硬件和軟件系統(tǒng)組成,能夠完成各電機的運動控制及各傳感器的數(shù)據(jù)采