Xin WANG (M, 10–12)

Degree: M.S.

Major: Mechanical Design and Theory

Thesis Title: Research on penetrating mechanism of drilling & coring device for lunar soil sampling (月壤钻探取芯进尺驱动装置设计与研究)

  1. 通过多方案分析对比,设计了适于月面深层钻取采样的绳驱式进尺方案,该方案具有质量轻,功耗低,可靠度高等优点,并具有良好的可调整性,能够根据采样装置整体布局的变化调整工作角度及驱动方向。
  2. 基于柔韧体摩擦欧拉公式建立了钢丝绳多圈缠绕数学模型,完成依靠摩擦传动提供进尺力的卷筒随动方案驱动力载计算,获得进尺驱动力主要取决于预紧力、钢丝绳缠绕圈数及当量摩擦系数的结论。
  3. 完成绳驱机构关键部件——驱动卷筒的详细设计,搭建了进尺驱动装置试验测试台,完成二维、三维结构设计,基于 Matlab 中 xPC Target 的控制模块搭建了数据采集及控制系统。对三套驱动装置极限工作能力、可靠性及稳定性进行了分析及试验验证。
  4. 通过对进尺参数试验数据进行分析及拟合,得出当钢丝绳多圈缠绕时松紧边变形量不相等的结论。通过修正理论假设条件,获得钢丝绳多圈缠绕时进尺驱动力计算修正公式,并给出满足实际情况的参考变形量系数。将理论值与实测值进行对比,验证了修正公式的正确性。

Publication:

  1. Qiquan Quan*, Dewei Tang, Shengyuan Jiang, Xuyan Hou, Zongquan Deng, Qingchuan Wang, Shengcheng Li, Peng Li, XinWang, Ji Zhang, and Zhijian Guo, “A rotary-percussive coring drill For lunar exploration,” in Proceedings of 12th European Conference on Spacecraft Structures, Materials & Environmental Testing, 2012.
  2. 全齐全, 姜生元, 陈明, 王鑫, 王清川, 李鹏, “强制摆线式钻探取心加载机构,” 专利号: ZL201210222602.2, 2016.08.31.
  3. 侯绪研, 姜生元, 全齐全, 邓宗全, 田野, 王印超, 王鑫, 王清川, “可进行长距离样品输送的柔弹性刷式螺旋集输式月球表层样品采集装置,” 专利号: ZL201210200213.X, 2016.3.23.
  4. 全齐全, 陈明, 姜生元, 王鑫, 唐德威, 吴湘, “对开螺母式钻探取心加载机构,” 专利号: ZL201210214885.6, 2015.07.29.
  5. 邓宗全, 全齐全, 姜生元, 唐德威, 侯绪研, 王清川, 李贺, 王鑫, 张吉, “用于星球深层采样的钻具钻进性能测试装置,” 专利号: ZL201110325903.3, 2013.11.06.

Project:

  1. 2011年5月至2012年12月,参与重大专项:采样封装分系统设计集成与验证技术
  2. 2011年5月至2012年12月,参与重大专项:钻取采样机构关键技术及原理样机研制