一种多功能小行星采样器的设计

摘要：

对距离地球较远的小行星表面进行松散土壤和岩石的采样任务时，需要采集不同深度的土壤样品并就地进行分析，并将有价值的数据传回地球。为此研究一种多功能采样器，进行钻进机构、取样机构和密封加热机构等关键组成部分的设计，能实现土壤和岩石样品的采样、体积测量和加热任务。由于钻进过程中，钻杆的约束条件发生变化，为分析钻杆的稳定性，建立动态压杆稳定模型，计算钻杆稳定的临界载荷；考虑钻孔深度变化、钻杆导向约束等不断变化的条件，分析钻杆振动频率的变化规律，利用ANSYS软件仿真，得到了钻杆随钻进深度变化的一阶固有频率区间。对耦合的密封力和加热开关接触力进行计算，得到了满足要求的可靠驱动扭矩。通过原理样机的制作与试验，验证了多功能采样器的设计合理性，达到了质量轻、功耗小、功能多、采样量大的效果。

关键词：小行星、采样器、机械设计、模态分析

分类号：TP271(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51125020。

在线出版日期：2015-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：167-175