本文關(guān)鍵詞：月球鉆取采樣機構(gòu)的鉆桿結(jié)構(gòu)與運動參數(shù)分析

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【摘要】：針對月球鉆取式自動采樣機構(gòu)空心外螺旋鉆桿取樣過程,分別建立了月壤內(nèi)聚力和月壤內(nèi)摩擦系數(shù)隨月壤深度變化的數(shù)學(xué)模型,建立了鉆進(jìn)過程中鉆桿運動參數(shù)(鉆進(jìn)速度和鉆桿轉(zhuǎn)速)與鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)(鉆桿螺旋升角、外徑、槽寬比和螺旋槽深等)之間的關(guān)系。建模過程考慮了月壤物理和機械特性隨鉆進(jìn)深度變化特性、鉆桿鉆進(jìn)牽連速度及月壤微元相互間的抗剪性,使得鉆桿參數(shù)符合月球鉆取采樣的實際工況。對模型進(jìn)行了驗證,利用該模型開展了鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)對運動參數(shù)的影響分析,給出了鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)對鉆桿運動參數(shù)的影響規(guī)律,獲得了鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳取值范圍。以鉆桿轉(zhuǎn)速與鉆進(jìn)速度比最小為優(yōu)化目標(biāo),以結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計變量,基于遺傳算法對鉆桿結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,優(yōu)化后的鉆桿轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)進(jìn)速度比降低了13.8%。該優(yōu)化結(jié)果降低了系統(tǒng)能耗,提高了鉆取采樣輸月壤效率,可為鉆取式自動采樣機構(gòu)的設(shè)計提供理論依據(jù)。
【作者單位】： 北京理工大學(xué)機械與車輛學(xué)院;中國空間技術(shù)研究院;探月與航天工程中心;
【關(guān)鍵詞】： 鉆取采樣機構(gòu) 空心外螺旋鉆桿 結(jié)構(gòu)參數(shù) 運動參數(shù) 月壤 采樣
【基金】：國家重大科技專項(TY3Q2011xxx01)~~
【分類號】：V476.3
【正文快照】： 網(wǎng)絡(luò)出版地址:www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20150330.1500.002.html引用格式:王麗麗,劉志全,吳偉仁,等.月球鉆取采樣機構(gòu)的鉆桿結(jié)構(gòu)與運動參數(shù)分析[J].航空學(xué)報,2016,37(2):738-748.WANGL L,LIU Z Q,WU W R,et al.Analysis of drill stem structural and kinematic pa

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本文編號：1120714