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月球钻取采样机构的钻杆结构与运动参数分析  
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【英文篇名】 Analysis of drill stem structural and kinematic parameters of lunar drilling sampling mechanism
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【作者】 王丽丽; 刘志全; 吴伟仁; 张之敬;
【英文作者】 WANG Lili; LIU Zhiquan; WU Weiren; ZHANG Zhijing; Mechanical and Vehicular Engineering College; Beijing Institute of Technology; China Academy of Space Technology; Lunar Exploration and Aerospace Engineering Center;
【作者单位】 北京理工大学机械与车辆学院; 中国空间技术研究院; 探月与航天工程中心;
【文献出处】 航空学报 , Acta Aeronautica Et Astronautica Sinica, 编辑部邮箱 2016年 02期  
期刊荣誉：中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  CJFD收录刊
【中文关键词】 钻取采样机构; 空心外螺旋钻杆; 结构参数; 运动参数; 月壤; 采样;
【英文关键词】 drilling sampling mechanism; hollow-external-screw drill stem; structural parameters; kinematic parameters; lunar-soil; sampling;
【摘要】 针对月球钻取式自动采样机构空心外螺旋钻杆取样过程,分别建立了月壤内聚力和月壤内摩擦系数随月壤深度变化的数学模型,建立了钻进过程中钻杆运动参数(钻进速度和钻杆转速)与钻杆结构参数(钻杆螺旋升角、外径、槽宽比和螺旋槽深等)之间的关系。建模过程考虑了月壤物理和机械特性随钻进深度变化特性、钻杆钻进牵连速度及月壤微元相互间的抗剪性,使得钻杆参数符合月球钻取采样的实际工况。对模型进行了验证,利用该模型开展了钻杆结构参数对运动参数的影响分析,给出了钻杆结构参数对钻杆运动参数的影响规律,获得了钻杆结构参数的最佳取值范围。以钻杆转速与钻进速度比最小为优化目标,以结构参数为设计变量,基于遗传算法对钻杆结构参数进行了优化,优化后的钻杆转速与转进速度比降低了13.8%。该优化结果降低了系统能耗,提高了钻取采样输月壤效率,可为钻取式自动采样机构的设计提供理论依据。
【英文摘要】 In respect of the sampling process of the hollow-external-screw drill stem for automatic drilling sampling mechanism,the mathematical models between the cohesive force,friction coefficient of lunar-soil and the lunar-soil depth are built separately;the relationships between drill stem kinematic parameters(drill stem drilling speed and rotary speed)and the structural parameters(drill stem spiral angle,outside diameter,groove width ratio and spiral grooved depth in the drilling process)are also established.Th...
【基金】 国家重大科技专项(TY3Q2011xxx01)~~
【更新日期】 2016-03-18
【分类号】 V476.3
【正文快照】 网络出版地址:www.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20150330.1500.002.html引用格式:王丽丽,刘志全,吴伟仁,等.月球钻取采样机构的钻杆结构与运动参数分析[J].航空学报,2016,37(2):738-748.WANGL L,LIU Z Q,WU W R,et al.Analysis of drill stem structural and kinematic par

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