敲碎巖石 鑽取樣品 抱爪對接

在月壤採樣環節的敲擊、鑽取、提升、封裝、對接轉移等流程中，上海科研機構研製的電機將發揮重要作用。中國電子科技集團公司第二十一研究所主要負責嫦娥五號配套電機設計研發，提供5個類別、16款產品。 防塵「小錘子」能敲碎巖石 在月壤採樣環節，如果月球探測器降落地點的表層土壤下存在大塊巖石，會給鑽取採樣造成困難。嫦娥五號配有一把「小錘子」，要完成穩、準、狠的敲擊動作，動力來源於一款直徑60毫米的行星減速無刷直流電動機。 項目負責人程遠介紹，月球環境為真空狀態，無法通過空氣傳導，將電機運行時產生的熱量散發出去，所以會造成熱量大量堆積在電機內部。由於探測器體積有限，所有電機都必須小型化、輕量化，但又要提供足夠的動力。程遠帶領團隊反覆論證，在無刷直流電動機的前端加裝行星減速器，後者的作用是放大電機輸出力。這一設計方案，也把電機的溫升有效控制在可靠範圍內。 防月塵也是一大挑戰。月壤的粉塵顆粒非常小，且月球的重力只有地球的六分之一，在取樣過程中，揚塵特別多。程遠等人對探測器內部電機接口做了精心設計，確保嚴絲合縫；對於裸露在外的電機機組，則採用全封閉結構。 創新設計讓鑽取力矩增30% 嫦娥五號還將在月球上進行鑽取，獲得比較深的月壤樣品。在月球上打鑽與提取，主要靠加載電機、整形電機這兩個關鍵部件。 二十一所高級專家李雨說，在鑽取月壤時，加載電機的功能是推動鑽頭前進；整形電機則用來將採樣到的月壤提起來並裝入密閉裝置。特別是整形電機，裝在嫦娥五號著陸器頂部，直接暴露在外太空，所處溫度非常高，必須具有極強的環境適應能力。 為此，課題組研製了真空帶載裝置。李雨說，加載電機和整形電機的電磁設計上，採用一種新型衝片結構，在不改變體積的前提下，將力矩增加30%以上。 三個抱爪助上升器完成對接 嫦娥五號完成取樣後，載有樣品的上升器將與軌道器對接，把樣品轉移至返回器內，以便帶回地球。在這個重要的對接過程中，一款無刷直流電動機將驅動抱爪結構張開和合攏，將上升器牢牢抱住，從而與軌道器對接。 「電機上的抱爪結構有三個抱爪，有點像樂扣盒子的鎖扣結構，必須扣住上升器。」設計師王永豔解釋道。為做到萬無一失，王永豔親自打磨墊片，目的是調整合適的電機軸向間隙，達到0.001—0.02毫米精度，讓抱爪精準完成任務。

來源： 解放日報