学位：工学硕士
学科：机械工程
论文题目：小行星探测器用超声波钻进锚固装置研制
- 通过对目前已经开展的小行星探测任务的总结，归纳分析了小行星表面的地质性质、地表形貌、温度范围、表面引力等环境条件，并根据小行星表面的环境特点，提出了小行星探测器锚固装置的功能要求；结合小行星表面的环境条件，对目前弱引力条件下的小行星表面锚固方案进行了优选，提出一种基于全波长冲击式超声波钻的小行星探测器锚固装置方案。
- 在小行星探测器锚固装置方案设计的基础上，通过模态分析、谐响应分析改进了全波长冲击式超声波钻的变幅杆结构，完成了超声波钻钻杆、自由质量块的设计，并进行了超声波钻的钻进性能测试；对锚固装置的进给机构进行了详细设计，包括丝杠螺母结构的设计、支承结构的设计和驱动电机及减速器的选型工作；通过Matlab Simulink Real-time工具箱为锚固装置搭建了控制系统。
- 根据小行星表面风化层的强度范围，采用 Box-Behnken方法设计了虚拟物料堆积实验，获得了颗粒间、颗粒与外界材料间的接触参数；通过虚拟单轴压缩试验，匹配了用于模拟小行星表面风化层的Hertz-Mindlin with Bonding模型参数；开展了锚固角度和锚固深度对小行星探测器锚固装置锚固力影响的仿真研究，获得了锚固角度对锚固装置锚固力的影响规律。
- 搭建了锚固力测量试验台，测试了小行星探测器锚固装置原理样机在1 min和2 min时间内分别以不同锚固角度在砂岩、石膏、碎石堆以及密实沙土表面的锚固力，并根据试验结果分析了锚固角度、锚固材料强度对锚固装置锚固性能的影响。
授权专利：
- 全齐全, 王国庆, 黄江川, 唐德威, 邓宗全, “基于回转冲击式超声波钻的小行星表面三腿锚固装置,” 申请号: 201811276488.5.
- 唐德威, 王国庆, 黄江川, 孟林智, 全齐全, 邓宗全, 贾晓宇, 邹乐阳, “基于回转电机与冲击式超声波钻同轴的行星表面锚固装置,” 申请号: 201811277218.6.
- 唐德威, 王国庆, 全齐全, 邓宗全, “小行星探测器着陆缓冲过程模拟实验台,” 申请号: 201811249148.3.
- 全齐全, 唐德威, 王国庆, 邓宗全, “小行星探测器锚固力及锚固力矩测试平台,” 申请号: 201811251894.6.
- 全齐全, 黄江川, 邓宗全, 王国庆, 唐德威, 姜生元, 侯绪研, “基于气体悬浮的小行星探测器着陆模拟装置,” 申请号: 201810347097.1.
- 全齐全, 黄江川, 刘一武, 王国庆, 刘旺旺, 王鹏基, 唐德威, 邓宗全, “基于冲击式超声波钻的三腿支撑小行星表面锚固装置,” 申请号:201811276497.4.
所获奖项：
- 研究生二等奖学金
- 优秀毕业论文（银）