[發明專利]一種鉆取試驗方法及試驗系統

在審

• 申請號: 201711362901.5
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108225804A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 趙曾;孟煒杰;莫桂冬;龐勇;殷參;王國欣;趙帆
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00;G01N1/08;G01L5/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明提供了一種鉆取試驗方法及試驗系統，屬于深空探測技術領域。所述鉆取試驗方法，包括將模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元同軸設置，使所述模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元與水平面呈預設夾角，進行鉆取試驗。本發明實施例提供的鉆取試驗方法，通過將模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元同軸設置，并使之與水平面呈預設夾角，實現低重力模擬，該方法簡單、安全可靠，可多次重復試驗，且能夠滿足較長鉆取時間要求，試驗成本低。

技術領域

本發明涉及一種鉆取試驗方法及試驗系統，屬于深空探測技術領域。

背景技術

探月三期鉆取采樣裝置需要通過鉆進取芯技術，鉆取著陸點目標區域內深度約2米的月壤樣品。在采樣裝置研制過程中，需模擬月球表面1/6重力與高低溫環境，開展低重力高低溫鉆取試驗，驗證特殊環境下的鉆取性能。鉆取試驗系統通常包括模擬月壤單元、取芯鉆具單元、鉆具驅動單元及試驗臺架，模擬月壤單元用于模擬月壤，取芯鉆具單元用于鉆取模擬月壤以獲取月壤樣品，鉆具驅動單元用于驅動取芯鉆具單元，模擬月壤單元、取芯鉆具單元、鉆具驅動單元同軸固定在試驗臺架上。

現有試驗方法通常將鉆取試驗系統搭載在落塔中，通過在落塔中豎直下落試驗系統模擬低重力環境，該方法無法滿足多次、力載等效的低重力鉆取試驗要求，且受塔高等因素影響，該方法能夠提供的測試時間很短，無法長時間鉆取試驗要求。

發明內容

本發明技術要解決的問題是：克服現有技術的不足，提供了一種鉆取試驗方法及試驗系統，通過將模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元同軸設置，并使之與水平面呈預設夾角，實現低重力模擬，該方法簡單、安全可靠，可多次重復試驗，且能夠滿足較長鉆取時間要求，試驗成本低。

為實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

一種鉆取試驗方法，包括：將模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元同軸設置，還包括，使所述模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元與水平面呈預設夾角，進行鉆取試驗。

在一可選實施例中，所述預設夾角為9.594°。

在一可選實施例中，所述的鉆取試驗方法，還包括：通過制冷介質循環冷卻所述模擬星壤單元。

在一可選實施例中，所述的鉆取試驗方法，還包括：當鉆取時，在所述取芯鉆具單元外漏部位增加熱輻射。

一種鉆取試驗系統，包括模擬星壤單元、取芯鉆具單元、鉆具驅動單元及試驗臺架，所述模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元同軸固定在試驗臺架上，還包括立柱和支撐臺架，所述試驗臺架與所述立柱轉動連接，當轉動到一定角度時，將所述支撐臺架與所述試驗臺架一端固定連接，支撐固定所述試驗臺架，以使所述模擬星壤單元、取芯鉆具單元及鉆具驅動單元與水平面呈預設夾角。

在一可選實施例中，所述預設夾角為9.594°。

在一可選實施例中，所述模擬星壤單元包括模擬星壤、冷盤管、星壤筒及隔熱筒，所述模擬星壤位于所述星壤筒內，所述冷盤管環繞所述星壤筒設置，所述隔熱筒套設在所述冷盤管外，所述試驗系統還包括制冷單元，所述制冷單元控制所述制冷介質在所述冷盤管內循環。

在一可選實施例中，所述取芯鉆具單元包括鉆頭、鉆桿及加熱裝置，所述加熱裝置用于給所述取芯鉆具單元外漏部位增加熱輻射。

在一可選實施例中，所述的鉆取試驗系統，還包括樣品回收單元，所述樣品回收單元包括卷筒和卷筒驅動單元，所述卷筒驅動單元用于帶動所述卷筒轉動，所述鉆桿內設有樣品軟袋，所述卷筒的軸線平行與所述鉆桿的軸線，當所述卷筒轉動時，帶動所述樣品軟袋纏繞在所述卷筒上。

在一可選實施例中，所述的鉆取試驗系統，還包括與所述鉆桿同軸設置的光幕測試單元，用于對所述樣品軟袋的外形進行監測，以判斷是否成功獲取樣品。