導軌擺臂式表層月壤采樣機構的研究

作者：楊帥,董禮港,殷參,孫京,王國欣,張鼐

摘要：本文針對中國探月工程月壤采樣與返回任務對表層月壤采樣機構的需求，提出了一種新的導軌擺臂式表層月壤采樣機構，末端采樣器以鏟挖方式為主，棘輪旋挖方式輔助破巖，并具有樣品臨時存儲、防外流及轉送功能，其樣品獲取量大，對月壤的適應性強，樣品轉送方式簡單可靠；位置伺服機構由直線導軌和擺臂組合而成，使用移動副解決了較大位置差條件下，雙作業工位的位置轉換問題，運動規律簡潔、各自由度不耦合，控制算法簡單，剛性好，易于保證較高的位置精度，可靠性高。為了驗證該表層采樣機構原理的正確性和方案的可行性，本文詳細設計了采樣機構原理樣機，并進行了功能實驗，實驗結果表明：表層采樣機構能夠實現預定的運動規律、位置控制及鏟挖采樣功能，運動平穩、重復性好，原理正確、方案可行，為月球及其它行星表層采樣提供了一個新穎的備選方案。

發文機構：北京衛星制造廠 哈爾濱工業大學宇航空間機構及控制中心

關鍵詞：月壤采樣表層采樣機構末端采樣器位置伺服機構原理樣機

分類號： P736.41[天文地球—海洋地質][天文地球—海洋科學]