[發明專利]一種月面深層鉆取采樣裝置的電氣控制系統

有效

• 申請號: 202010286501.6
• 申請日: 2020-04-13
• 公開（公告）號: CN111487858B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 王迎春;王國欣;張明;賴小明;張鼐;王凱;趙帆
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: G05B9/03
• 分類號: G05B9/03;E21B25/00;E21B44/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 胡健男

本發明一種月面深層鉆取采樣裝置的電氣控制系統，構建了以多個電機為主、多類多臺測量元件為輔的控制系統組成架構；通過外部離散開關指令，控制鉆取控制單元加斷電，鉆取控制單元加電后，將自身加電狀態以BL量遙測形式發送至外部；為了提高系統在軌數據交互的安全可靠性，采用具有高可靠通訊能力的1553B數據總線作為指令數據交互方式；著陸器DIU通過1553B總線向鉆取控制單元發送總線遙控指令，并接收鉆取控制單元的總線遙測數據；在總線遙控指令控制下工作，驅動控制月面深層鉆取采樣裝置的執行機構部分按照相關流程工作，完成月壤鉆進取芯、樣品提芯整形、樣品剪切分離等動作流程，實現對月面深層鉆取采樣的全過程控制。

技術領域

本發明涉及一種月面深層鉆取采樣裝置的電氣控制系統，屬于深空探測技術領域。

背景技術

鉆取系統是實現我國探月三期工程月面無人自主深層鉆進采樣返回核心任務的關鍵載荷，通過鉆進獲取著陸點目標區域內深度不小于2米的月壤樣品，并準確反映月壤的剖面原貌。

針對鉆進系統有限資源、深層月壤工況復雜多變鉆取載荷無法準確預估的問題，控制系統在滿足高可靠性設計需求同時還要具備極強的自適應能力，傳統的地面鉆進采樣控制系統無法適應空間環境、安全可靠、小型輕量化等宇航產品的應用需求。

發明內容

本發明解決的技術問題為：克服上述現有技術的不足，提供一種月面深層鉆取采樣裝置的電氣控制系統，解決系統月面在軌無人自主深層鉆進采樣返回任務執行過程中執行動作流程復雜難以可靠控制的問題。

本發明解決的技術方案為：一種月面深層鉆取采樣裝置的電氣控制系統，包括：加載電機、整形電機、沖擊電機、回轉電機、微動開關、溫度傳感器、加載光電零位傳感器、拉力傳感器、拉力放大器，提芯力傳感器、提芯力放大器和整形光電零位傳感器；

通過外部離散開關指令，控制鉆取控制單元加電與斷電；著陸器DIU通過1553B總線向鉆取控制單元發送總線遙控指令，并接收鉆取控制單元的總線遙測數據；

鉆取控制單元加電后，將加電狀態作為BL量遙測數據，發送至外部；

鉆取控制單元在總線遙控指令控制下工作，具體如下：

鉆取控制單元控制加載電機、沖擊電機、回轉電機進行鉆進取芯工作，直至鉆進行程到設定位置，第一微動開關觸發，回轉電機、加載電機以及沖擊電機停止工作；

在鉆進取芯過程中，鉆取控制單元實時采集拉力放大器、加載電機溫度傳感器、沖擊電機溫度傳感器、回轉電機溫度傳感器和加載光電零位傳感器的輸出信息，以及第一微動開關的狀態信息；

在鉆進取芯完成后，鉆取控制單元控制整形電機開始正轉工作，進行樣品提芯整形，直至樣品提芯整形到位，第二微動開關觸發，整形電機停止工作；

在樣品提芯整形過程中，鉆取控制單元實時采集提芯力放大器、整形電機溫度傳感器、整形光電零位傳感器的輸出信息，以及第二微動開關的狀態信息；

在樣品提芯整形完成后，鉆取控制單元控制整形電機開始反轉工作，直至樣品剪切分離行程到位，第三微動開關觸發，整形電機停止工作；

在樣品剪切分離過程中，鉆取控制單元實時采集整形光電零位傳感器、整形電機溫度傳感器的輸出信息，以及第三微動開關的狀態信息。