月壤鉆取樣品傳送特性分析及其低重力模擬試驗.pdf

1、我國探月工程（三期）的主要任務是讓探測器自主采集月球樣品并返回地球，屆時將利用鉆取采樣方式獲取深層月壤樣品。月壤鉆取樣品傳送是指裝有月壤樣品的樣品容器在月面重力作用下沿導向筒下滑至密封容器中的過程，是探月三期的重要環(huán)節(jié)，關系到月面鉆取采樣返回的成敗。為了保證鉆取樣品在月面上傳送成功，需要對鉆取樣品傳送過程的可靠性分析并進行地面模擬試驗。
　　本文根據(jù)樣品傳送過程中樣品容器受到的幾何約束，給出了傳送過程中樣品容器在導向階段極限位姿的

2、計算方法，分析了密封容器相對于導向筒的對中位姿偏差的極限工況，建立了樣品傳送過程幾何學模型，得到了樣品容器傳送至密封容器口時與密封容器的極端接觸狀態(tài)。基于準靜力分析法提出了樣品傳送可靠性評價方法，分析了當前設計的傳送機構的可靠性。研究了導向筒長度、密封容器開口直徑、密封容器軸線位置偏差和角度偏差等因素對樣品傳送可靠性影響規(guī)律，提出了傳送機構結構參數(shù)改進建議。
　　基于非線性彈簧阻尼接觸模型，建立了樣品傳送過程動力學方程，完成了樣品

3、傳送機構的ADAMS建模及仿真分析，獲得了不同工況下的樣品傳送特性曲線，分析了結構參數(shù)改進后的傳送機構的傳送特性。仿真分析驗證了建模分析所得結論，為傳送機構的優(yōu)化設計和月面真實樣品傳送特性的推演提供了一種新的方法。
　　根據(jù)月面重力環(huán)境下樣品傳送的幾何特性和力學特性，提出并論證了地球重力環(huán)境下樣品傳送分段間接等效模擬試驗方案，完成了樣品傳送特性低重力模擬試驗系統(tǒng)方案設計，開展了不同工況下的樣品傳送特性試驗研究。試驗結果驗證了建模分