摘要：嫦娥五号探测器成功实现了中国首次地外天体采样返回。月面工作过程中,表取采样机械臂上的臂载相机获取了大量的图像数据,结合嫦娥五号四自由度表取采样机械臂,利用几何法描述了其逆运动学,针对臂上远摄相机和末端近摄相机2种形式的臂载相机,提出了单目运动相机的成像位姿确定方法,并分析了不同成像位姿图像对表取采样区的视场覆盖,建立了非图像化的多图像交叠评估原则。根据嫦娥五号月面表取采样臂载相机图像,进行了成像位姿与视场覆盖仿真分析,并通过地形重建对结果进行了验证。结果表明该方法可确定大范围运动的臂载相机所获得的图像的交叠联系,通过成像位姿与图像特征相结合,可为区域地形重建等多图像联合应用提供支持。

摘要：以表取采样机械臂的触月传感组件与月表接触留下的压痕为研究对象,通过监视相机提取压痕的几何特征参数,结合偏最小支持向量机(LSSVM)建立评估月壤力学状态模型。采集压痕试验数据264组,按力学状态把数据随机划分为建模组和验证组,以压痕的深度、长边长、压痕周长和面积为输入变量,建立LSSVM模型,验证组预测精度分别为93.75%、83.33%和87.50%。结果表明,该模型可作为一种有效的判别手段,为表取采样深度的确定提供参考。

摘要：在月球表取采样系统优化设计的研究中,月球表取采样系统的设计需要计算采取月壤的质量以及采样过程中易受到月壤阻力的影响,进而确定系统储备的功率大小以及是否能够达到采样的目标。月壤属于散体材料,在采样过程中形态和力学特性不断变化,连续介质力学和经典土力学理论将研究对象作为一个整体,只能解决极限平衡状态下的受力问题,不能处理散体材料大变形和连续变形的问题。为解决上述问题,提出运用三维离散元方法对月壤的采样过程进行数值仿真,建立月壤的物理力学模型以及不同采样机具的参数模型,在地球环境下对仿真结果进行验证,然后利用上述模型在月球环境下进行仿真和分析,得出低重力环境对采样过程的影响结果。离散元仿真分析平台可以为实际的月壤表取采样方案确定、采样机具结构设计、采样机具动力设计等提供重要的参考和依据。

摘要：以触月传感器触月压痕为研究对象,通过压痕的几何特征参数和触月压力,结合最小二乘法建立了采样区域表层月壤的承压模型,确定了表层月壤的软硬程度。应用3种模拟月壤(CE5_1、CE5_2、CE5_3),以相对密实度为依据,把模拟月壤整备为松软、中密和高密3种状态。共采集试验数据264组,每种模拟月壤的试验数据按照3∶2的比例随机划分为建模组和预测组。预测组中预测正应力与实际正应力的相关系数分别为0.985、0.965和0.971。结果表明,该模型可以对表层月壤的承压能力进行评估,用于判别表层月壤的软硬程度,为表取采样深度的确定提供参考。

摘要：嫦娥五号探测器成功实现了中国首次月球无人采样返回任务,采样封装是任务的重要环节之一,先后获取了深度剖面和多点表面月球样品,并完成了月球样品的极低漏率密封.本文首先分析了嫦娥五号采样封装工作的任务特点,论述了高可靠采样、非定结构封装、关键环节测量、系统集成验证、在轨操控等关键技术的实现方案,阐述了采样封装产品的技术特点,并对月面采样封装期间的钻取采样、表取采样、密封封装等在轨实施情况进行了总结.月面采样封装工作结果表明,采样封装系统方案设计正确、地面验证充分、器地一体化操控高效,圆满完成了我国首次月面采样封装工作.