一种压电换能器直接驱动钻具的超声波钻探器

作     者：柏德恩 王印超 李贺 邓宗全 全齐全 姜生元 唐德威 BAI Deen;WANG Yinchao;LI He;DENG Zongquan;QUAN Qiquan;JIANG Shengyuan;TANG Dewei

作者机构：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　　金：国家自然科学基金项目(61403106) 机器人技术与系统国家重点实验室开放基金项目(SKLRS-2015-MS-02) 

出 版 物：《哈尔滨工程大学学报》 (Journal of Harbin Engineering University)

年 卷 期：2018年第39卷第5期

页      码：806-812页

摘      要：为满足深空探测任务中,空间环境苛刻的外星体表面岩石钻取采样任务的使用需求,本文设计了一种基于压电驱动原理,可搭载在漫游车机械臂末端的超声波钻探器。超声波钻探器的压电换能器直接与钻具发生冲击碰撞,以驱动钻具作高频冲击运动,达到冲击破碎岩石的目的。设计了钻探器的压电驱动单元,并理论分析了压电换能器变幅杆与钻具的冲击碰撞过程。通过实验研究了超声波钻探器对砂岩的钻进性能及钻压力与钻具长度对钻探器钻进性能的影响。实验结果表明:所研制的超声波钻探器可对砂岩进行有效钻进,而且所需的钻压力较小,可用于彗星、小行星等弱引力场的地外天体表面岩石的钻取采样。

主 题 词：深空探测 钻探器 超声波钻 压电换能器 钻具 波动方程 阻抗测试 阶梯型变幅杆 

学科分类：07[理学] 08[工学] 070206[070206] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11990/jheu.201611036

馆 藏 号：203287875...