机械工程学报

作者：骆海涛, 魏启明, 李玉新, 吴星元, 富佳

单位：1. 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室 沈阳 110016;2. 中国科学院机器人与智能制造创新研究院 沈阳 110169;3. 沈阳理工大学机械工程学院 沈阳 110159

关键词：小行星采样,轮刷式采样器,离散元方法,参数标定；

基金：国家自然科学基金(51975567)、辽宁省“兴辽英才计划”(XLYC1907152)、机器人学国家重点实验室自主课题(2022-Z01)和中科院青年创新促进会(2018237)资助项目。

基于回转轮刷的刷扫采样是面向小行星表面风化层颗粒的一种新型采样方式，为研究轮刷式小行星采样器的轮刷转速对采样效果的影响，以及采样轮刷所需的驱动扭矩，开展采样器刷扫采样过程的仿真和试验研究尤为必要。研究选取粒径均等的玻璃球颗粒作为采样颗粒，对其进行参数标定，并将标定后的颗粒参数用于数值模拟中，获得采样器在不同转速工况下的采样结果和颗粒流动曲线。同时，搭建一套回转式对称采样轮刷装置进行地面试验，并测试采样过程中轮刷的扭矩变化，对比仿真与试验结果，验证仿真分析的准确性。结果表明，采样轮刷转速越快，采样颗粒质量越多，同时采样轮刷所需的驱动扭矩也越大，其扭矩的波动性也越明显。该研究为轮刷式小行星采样器的结构优化设计与电机选型提供研究思路。

来源：2024年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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