全齐全，李贺，邓宗全，王鑫剑，姜生元



用于星球表面岩石采样的超声波钻进取心器

全齐全，李贺，邓宗全，王鑫剑，姜生元

(哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室，黑龙江哈尔滨，150001)

基于超声波纵振原理提出一种可搭载在漫游车或机械臂末端的岩石钻进取心器。该装置利用高频纵向振动达到破碎岩石的目的，无需驱动钻具作回转运动。研究结果表明：所研制超声波钻进取心器具有较高的岩石钻进效率且断心取心可靠。

深空探测；采样机构；压电驱动；岩石取心

由于地外天体的岩石内部蕴含着大量原始的地质和生物学信息，岩石样本的采集和就位分析已成为外星体探测任务的一个重要环节。为获取未经风化和侵蚀的岩石内部样本，通常采用回转冲击钻进的方式钻取具有一定直径和长度的岩心。回转冲击钻进装置一般安装在着陆器的工作平台或漫游车车载机械臂的末端。外星体表面岩石钻进过程不仅需要较大的能耗，而且需提供一定的轴向钻压力[1]。未来的深空探测采样任务中，多数探测目标距离地球更加遥远，探测器所能提供的有效载荷和能源有限。面对更苛刻的星体表面环境，回转冲击钻进这种传统的岩石样本采集方式将面临更严峻的挑战。回转冲击钻进装置的动力一般由电磁电机提供，而电磁电机在真空、高温环境下工作将面临着温升的问题，需采用特种材料和工业提高电机的耐温等级或采取温控措施，以保证电机正常工作。……