月面表層采樣裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計與試驗分析.pdf

1、星體表層采樣裝置是星際采樣任務(wù)中的重要部分，研究星體表層采樣裝置的機(jī)構(gòu)特點及其采樣力學(xué)特性，對提高空間采樣任務(wù)的可靠性、提高單次采樣成功率與縮短采樣任務(wù)時間都有著極其重要的作用。人類空間采樣領(lǐng)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(wù)占據(jù)空間采用任務(wù)的大多數(shù)。但目前我國在月球采樣領(lǐng)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(jié)前人所做工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合

2、“探月三期”任務(wù)，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(jìn)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(jī)進(jìn)行了采樣功能測試試驗。測試結(jié)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(zhuǎn)移性能指標(biāo)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(jié)構(gòu)質(zhì)量輕、機(jī)構(gòu)簡單與功耗低等特點，結(jié)合機(jī)械臂能完成月表采樣、樣品轉(zhuǎn)移與初級封裝容器轉(zhuǎn)移任務(wù)。
　　 3、在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，對反鏟式月表采樣裝置采樣力進(jìn)行了預(yù)測研究。預(yù)測模型以McKyes提出的三維土壤切割模型為基礎(chǔ)，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(zhuǎn)角變化，采樣裝置受力變化的預(yù)測結(jié)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