无轴螺旋式模拟月壤主动填充装置研制

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doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.01.009

马超¹,
刘飞¹,
曾婷²,
赵曾²,
庞勇²,
樊明旭¹,
姜生元¹

1.
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室, 哈尔滨 150080
2.
北京卫星制造厂, 北京 100190

基金项目:钻取采样关键技术及原理样机研制（TY3Q20110005）

Development of Platform for Active Filling Lunar Soil Simulants

1.
State Key Laboratory for Robotics and System, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
2.
Beijing Spacecraft Manufacturing Factory, Beijing 100190, China

摘要:针对月面综合钻进试验台模拟月壤利用率和试验效率低的问题，提出一种主动送土试验台的设计方案，满足月面钻采作业机具的取芯特性专项验证需求。该方案利用无轴螺旋作为模拟月壤传送的核心部件，采用集成料斗实现难流动物料连续送料的功能，通过无轴螺旋转动主动将模拟月壤垂直送入取芯机构，代替综合钻进试验台钻取月壤的作用，可以实现多种级配模拟月壤的定量和定压输送。为了验证设计参数的正确性，利用EDEM离散元分析模拟月壤输送特性，并开展了试验验证。结果表明：以无轴螺旋作为主动送土机构的核心单元，可实现主动送土试验台自主、高效率地进行模拟月壤输送模拟多种取芯工况，为工程部门钻采作业机具研制定型提供性能参数验证的依据。
- 月面采样/
- 模拟月壤/
- 地面验证/
- 主动送土/
- 无轴螺旋
Abstract:Aiming at the problem of lunar soil utilization and low test efficiency for the lunar surface integrated drilling test rig,a design scheme of the active soil feeding test rig is proposed to meet the special verification requirements of the coring characteristics of lunar drilling and mining equipment. The shaftless spiral is utilized as the core component of the simulated lunar soil transportation,and the integrated hopper is adopted to realize the continuous feeding of the difficult-to-flow material. The shaft-free spiral rotation is used to actively send the simulated lunar soil vertically into the coring mechanism instead of the integrated drilling test bench. By drilling the lunar soil,it is possible to realize quantitative and constant pressure transport of various grading simulations of lunar soil. In order to verify the correctness of the design parameters,EDEM discrete element analysis is used to simulate the characteristics of lunar soil transport,and experimental verification is carried out. The results show that the shaftless spiral can be used as the core unit of the active soil feeding mechanism,and the active soil feeding test bench can be used to simulate the lunar soil transport simulation of various coring conditions independently,and develop the drilling equipment for the engineering department.
- lunar sampling/
- lunar soil simulants/
- ground-based validation/
- active transport/
- shaft less screw

[1]	童曙泉. 嫦娥五号2017年采集月岩回地球[N]. 北京日报,2013-12-17(013). TONG S Q. Chang'e 5 lunar probe 2017 acquisition rocks back to Earth[N]. Beijing Daily,2013-12-17(013).
[2]	叶培建,黄江川,孙泽洲,等. 中国月球探测器发展历程和经验初探[J]. 中国科学:技术科学,2014,44(6):543-558 YE P J,HUANG J C,SUN Z Z,et al. The process and experience in the development of Chinese lunar probe[J]. Sci Sin Tech,2014,44(6):543-558
[3]	王清川. 钻取采样参数测试平台研制及试验研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨工业大学,2012. WANG Q C. Development and experimental study of drilling & sampling test-bed[D]. Harbin:Harbin Institute of Technology,2012.
[4]	吴淼. 月壤钻探取心机构性能测试系统研制及试验研究[D]. 哈尔滨:哈尔滨哈尔滨工业大学,2014. WU M. Development and experimental study of drilling & coring mechanism for lunar soil test system[D]. Harbin:Harbin Institute of Technology,2014.
[5]	郑永春,欧阳自远,王世杰,等. 月壤的物理和机械性质[J]. 矿物岩石,2004,24(4):14-19 ZHENG Y C,OUYANG Z Y,WANG S J,et al. Physical and mechanical properties of lunar regolith[J]. Journal of Mineralogy and Petrology,2004,24(4):14-19
[6]	程潞样,赵春晖,王科. 无轴螺旋输送机[J]. 起重运输机械,2016(8):21-23 CHENG L Y,ZHAO C H,WANG K. Shaftless screw conveyer[J]. Hoisting and Conveying Machinery,2016(8):21-23
[7]	张陈,郭维城,张凯,等. 垂直螺旋输送机设计参数确定与优化[D]. 沈阳:沈阳工程学院,2010. ZHANG C,GUO W C,ZHANG K,et al. Preference and optimize of vertical screw conveyor[D]. Shenyang:Shenyang Institute of Technology,2010.
[8]	张东海. 螺旋输送机的优化研究[D]. 大连:大连理工大学,2006.
[9]	王国强,郝万军,王继新,等. 离散单元法及其EDEM上的实践[M]. 西安:西北工业大学,2010. WANG G Q,HAO W J,WANG W X,et al. Discrete element method and its practice on EDEM[M]. Xi'an:Northwestern Polytechnical University,2010.

[1]	李雄耀, 魏广飞, 曾小家, 李阳, 唐红, 刘建忠, 姜生元, 邹猛, 马继楠, 王储, 贺怀宇, 郑万平, CLOUTICS Edward.极区月壤和水冰形成演化机制及物理特性研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 123-133.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210147
[2]	黄靖, 郭华东, 刘广, 邓玉.基于月基观测几何的地球辐射能量模拟研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(3): 278-284.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210078
[3]	邓玉, 郭华东, 刘广, 叶罕霖, 黄靖.月基对地观测图像模拟与应用研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(3): 269-277.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210073
[4]	钟世英, 岳茜茜, 凌道盛, 周浩, 韩润奇, 丛波日.月面松软地质环境下足式机器人足–壤滑移性能研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(6): 1-9.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220036
[5]	孙凤, 霍晓文, 茅冒, 赵海宁, 徐方超, 张伟伟, 陈化智, 唐钧跃, 张晓友, 杨旭, 刘雅芳, 姜生元.双体振贯采样磁力驱动式月壤采样器设计. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 157-164.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210150
[6]	赵宇, 季节, 田野, 段张庆, 张伟伟.含冰模拟月壤切削负载试验研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(6): 606-616.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20220078
[7]	刘君巍, 汪恩良, 田野, 刘兴超, 唐亮, 崔江磊, 陶立军, 葛坦龙, 卢孜筱, 张伟伟, 唐钧跃, 姜生元.月壤水冰组构模拟及力学特性测试分析. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 134-140.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210153
[8]	肖俊孝, 庞宝君, 唐钧跃, 迟润强, 陈圣鹏, 刘君巍, 田野, 张伟伟, 姜生元.月壤水冰模拟样本SHPB试验及反射波特性分析. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 150-156.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210154
[9]	张宽, 于天一, 胡晓东, 刘传凯, 李立春, 赵焕洲.月面表层无人采样控制技术. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 173-182.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210052
[10]	张志恒, 唐钧跃, 张伟伟, 孙凤, 李鹏, 王储, 刘子恒, 贺怀宇, 刘冉冉, 马如奇, 姜生元.月壤微定量采样器设计与试验验证. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 165-172.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210148
[11]	孙淼, 张鸿宇, 迟润强, 庞宝君, 肖俊孝, 范锦彪, 钱成, 卢孜筱, 姜生元.侵彻式月壤探测地面模拟试验研究. 深空探测学报(中英文）, 2022, 9(2): 141-149.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2022.20210149
[12]	王迎春, 王国欣, 赵帆, 张鼐, 王书超.深层月壤钻取冗余绕组电机控制方法. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 259-268.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210014
[13]	庞勇, 王国欣, 汤滨, 王书超, 赵忠贤.月球浅层月壤螺旋钻具进芯机制设计. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(3): 252-258.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210019
[14]	胡晓东, 张宽, 谢圆, 张辉, 卢皓, 刘传凯, 陈翔, 赵焕洲, 谢剑锋.“嫦娥五号”月面采样机械臂路径规划. 深空探测学报(中英文）, 2021, 8(6): 564-571.doi:10.15982/j.issn.2096-9287.2021.20210095
[15]	于天一, 费江涛, 李立春, 程肖.月面巡视器路径规划方法研究. 深空探测学报(中英文）, 2019, 6(4): 384-390.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2019.04.011
[16]	高博, 陈楠, 周舒, 童玲.粉末材料的变温介电常数测量. 深空探测学报(中英文）, 2018, 5(3): 286-291.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2018.6.012
[17]	赖小明, 白书欣, 赵曾, 庞勇, 殷参.模拟月面环境钻进过程热特性研究. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 162-167.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.011
[18]	马超, 林晨, 赵曾, 钱成, 殷参, 潘秋月, 姜生元.施必牢螺纹在采样钻具防松连接中的应用研究. 深空探测学报(中英文）, 2016, 3(2): 175-180.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2016.02.013
[19]	沈毅, 王冬, 姜生元, 刘杰, 张伟伟, 陈化智, 邓宗全.月壤剖面冲击贯入式探测方案研究. 深空探测学报(中英文）, 2015, 2(3): 213-217.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2015.03.004
[20]	郑燕红, 邓湘金, 赵志晖, 姚猛, 邹昕.月面回转钻进采样非脆弱鲁棒控制. 深空探测学报(中英文）, 2014, 1(4): 315-319.doi:10.15982/j.issn.2095-7777.2014.04.012

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1. 哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室, 哈尔滨 150080
2. 北京卫星制造厂, 北京 100190

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1. State Key Laboratory for Robotics and System, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
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1. 哈尔滨工业大学 机器人技术与系统国家重点实验室, 哈尔滨 1500802. 北京卫星制造厂, 北京 100190

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1. State Key Laboratory for Robotics and System, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China2. Beijing Spacecraft Manufacturing Factory, Beijing 100190, China

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