月壤鉆探取芯進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、本文來(lái)源于我國(guó)探月工程三期的攻關(guān)項(xiàng)目,以月面深層鉆探采樣任務(wù)為背景,為解決由于月面低重力的特殊工作環(huán)境造成鉆取采樣裝置無(wú)法依靠自身重力順利完成鉆探任務(wù)這一技術(shù)難題,結(jié)合月壤鉆探取芯裝置的總體設(shè)計(jì)要求,提出了功耗小、質(zhì)量輕、可靠度高的進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)方案。
　　在充分了解國(guó)內(nèi)外天體探測(cè)采樣技術(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)比可在月面特殊工作環(huán)境下,為鉆機(jī)提供進(jìn)尺壓力多種方案的可行性及優(yōu)缺點(diǎn),確定了本課題研究的繩驅(qū)式月壤鉆探取芯進(jìn)尺方案。
　　為

2、分析依靠鋼絲繩與卷筒摩擦力傳動(dòng)方案的力學(xué)關(guān)系,完成相關(guān)參數(shù)的分析計(jì)算,基于柔韌體摩擦傳動(dòng)歐拉公式,建立了鋼絲繩多圈纏繞數(shù)學(xué)模型。結(jié)合著陸器的整體構(gòu)型完成了繩驅(qū)式進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)裝置的布局,對(duì)繩驅(qū)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn),即進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)卷筒提出三套設(shè)計(jì)方案。根據(jù)鉆取采樣負(fù)載預(yù)估試驗(yàn)結(jié)果,對(duì)三套進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)方案進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完成數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及搭建。
　　為完成對(duì)本課題所設(shè)計(jì)的進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)裝置特性研究,設(shè)計(jì)并搭建了進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試臺(tái),針對(duì)三套進(jìn)尺驅(qū)

3、動(dòng)裝置進(jìn)行了大量的試驗(yàn)及分析。
　　結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果,依據(jù)柔韌體摩擦歐拉公式,辨識(shí)出鋼絲繩與驅(qū)動(dòng)卷筒的當(dāng)量摩擦系數(shù)。分析進(jìn)尺速率、進(jìn)尺預(yù)緊力及鋼絲繩纏繞圈數(shù)等進(jìn)尺相關(guān)參數(shù)與進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)力之間的關(guān)系。將實(shí)際測(cè)量變形量與理想假設(shè)條件對(duì)比,結(jié)合數(shù)據(jù)擬合結(jié)果,提出鋼絲繩多圈纏繞時(shí),進(jìn)尺驅(qū)動(dòng)力的修正計(jì)算公式,及滿足實(shí)際情況的參考變形量系數(shù),并驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型的正確性。對(duì)三套裝置極限工作能力、工作力載穩(wěn)定性及可重復(fù)性進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,分析方案優(yōu)缺點(diǎn)。測(cè)試了