导轨摆臂式表层月壤采样机构的研究

本文针对中国探月工程月壤采样与返回任务对表层月壤采样机构的需求，提出了一种新的导轨摆臂式表层月壤采样机构，末端采样器以铲挖方式为主，棘轮旋挖方式辅助破岩，并具有样品临时存储、防外流及转送功能，其样品获取量大，对月壤的适应性强，样品转送方式简单可靠；位置伺服机构由直线导轨和摆臂组合而成，使用移动副解决了较大位置差条件下，双作业工位的位置转换问题，运动规律简洁、各自由度不耦合，控制算法简单，刚性好，易于保证较高的位置精度，可靠性高。为了验证该表层采样机构原理的正确性和方案的可行性，本文详细设计了采样机构原理样机，并进行了功能实验，实验结果表明：表层采样机构能够实现预定的运动规律、位置控制及铲挖采样功能，运动平稳、重复性好，原理正确、方案可行，为月球及其它行星表层采样提供了一个新颖的备选方案。