免费论文：深层月壤采样器的设计与分析研究

月壤采集是月球探测工程的重要任务之一，设计一种在月球的苛刻环境中可靠采样的月壤采样器是解决问题的关键。针对深层月壤采样器一期样机中钻具夹持部分结构复杂、能耗大、换杆无自锁的问题，改进设计了钻具夹持机构和换杆定位机构，解决了上述问题。二期样机设计在可靠实现深层月壤采样器深层、原样、多次、大量采样功能的基础上，提出了一种新型的可安装独立取芯管的双层钻具，并设计了新的钻具对接结构和方法，增加了样品回收组件，并提出了一种在采样结束后抛弃采样器主体、仅回收样品的方法。重新设计了钻取采样驱动组件，取芯管转台和钻具转台以及对应驱动部件，达到仅使用两个电机实现上述所有驱动的目的。二期深层月壤采样器空间和能源利用率高，动作容错性强，工作可靠性好。为了测试采样器在月表环境中的工作性能，设计了钻进过程热特性试验设备，模拟月表真空热环境和钻进负载，模拟钻取采样流程，重点测试工作过程中钻具和钻进负载的热传导性能、钻头工作性能和钻屑排出性能。为满足采样器性能测试需求，需要研制物理性质接近月表环境的模拟月壤以进行试验，为此提出了一种低含水量、高密实度、高真空度模拟月壤的制备方案，并对方案的可实施性进行了试验验证。深层月壤采样器的设计以及采样器期性能测试方案的提出为今后星球采样器的研制提供了的研究基础和地面试验参考。

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