盘刀切削式小行星表面星壤吹取采样装置

发布时间：2021-07-03 09:42

　　探测小行星并采集其样品,具有重大的科研和经济意义,已成为深空探测领域的研究热点之一。为完成小行星样品的采集,高效、可靠的小行星采样装置是整个采样任务的关键。目前,国内外一些高校和科研机构提出了多种形式的采样装置并研制出原理样机,美国和日本则已发射探测器前往小行星进行采样,但是这些采样方案均存在不足之处或适用范围较小。本文基于小行星表面环境及星壤条件,以探测器实现在小行星上的锚固为前提,提出一种高效且可适应多种采样条件的盘刀切削式小行星表面星壤吹取采样装置,并完成该装置原理样机的研制与实验。以小行星表面岩石的切削破碎和碎石的扬起为目标,基于岩石剪切破碎模型和刀具切削试验,计算刀具的切削力、设计盘刀的基本构型和盘刀动力头的机械结构。此外,为使装置可适应一定倾斜度和崎岖度的地形,在采样末端设计万向节与弹簧片。设计了转位机构,实现装置多点采样的功能。设计了进给单元,为装置的采样和盘刀的切削提供进给力。气吹送样是样品转移的关键,气压大小与气流方向决定颗粒样品能否顺利地被收集。基于气吹送样试验,获得气体压力、喷嘴直径等设计参数。利用流体仿真软件,分析了上下两层喷嘴的开口角度对导流罩内部和出口处气流... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

前苏联月球采样探测器

图 1-2 日本“隼鸟号”探测器着陆示意图点，调整自身姿态使采样装置对准选定撞击小行星，使表面的星壤溅起至空中器收集飞溅的样品[16]，完成采样，其原探测器金属球发射装置失效，只能通过器未能按原定计划进行采样。“隼鸟号”少量物质微粒，这是人类首次实现采集图 1-3 “隼鸟号”探测器采样原理

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文图 1-2 日本“隼鸟号”探测器着陆示意图的附着采样点，调整自身姿态使采样装置对准选定的采样点。一颗金属球撞击小行星，使表面的星壤溅起至空中，同时探测端喇叭口容器收集飞溅的样品[16]，完成采样，其原理如图 1-3 的过程中，探测器金属球发射装置失效，只能通过着陆时的撞石[17]，探测器未能按原定计划进行采样。“隼鸟号”于 2010 年返容器中发现少量物质微粒，这是人类首次实现采集小行星样品

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3262336