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Drilling Load Model of an Inchworm Boring Robot for Lunar Subsurface Exploration

机译：用于月球地下勘探的In钻机器人的钻探负荷模型

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摘要

In the past decade, the wireline robot has received increasing attention due to the advantages of light weight, low cost, and flexibility compared to the traditional drilling instruments in space missions. For the lunar subsurface in situ exploration mission, we proposed a type of wireline robot named IBR (Inchworm Boring Robot) drawing inspiration from the inchworm. Two auger tools are utilized to remove chips for IBR, which directly interacted with the lunar regolith in the drilling process. Therefore, for obtaining the tools drilling characteristics, the chips removal principle of IBR is analyzed and its drilling load model is further established basedon the soilmechanical theory in this paper. And then the proposed theoretical drilling loadmodel is experimentally validated. In addition, according to the theoretical drilling load model, this paper discusses the effect of the drilling parameters on the tools drilling moments and power consumption. These results imply a possible energy-efficient control strategy for IBR.
机译：在过去的十年中，与太空任务中的传统钻探工具相比，有线机器人由于具有重量轻，成本低和灵活性强的优势而受到越来越多的关注。为了进行月球地下原位探测任务，我们提出了一种名为IBR（Inchworm Boring Robot）的有线机器人，该机器人从足癣中汲取了灵感。利用两个螺旋钻工具去除IBR的切屑，这些切屑在钻孔过程中直接与月球重石相互作用。因此，为获得工具的钻孔特性，分析了IBR的排屑原理，并基于土壤力学理论进一步建立了其钻孔负荷模型。然后对所提出的理论钻井载荷模型进行了实验验证。此外，根据理论钻探负荷模型，讨论了钻削参数对工具钻进力矩和功耗的影响。这些结果暗示了IBR可能的节能控制策略。

著录项

  • 来源
    《International journal of aerospace engineering》 |2017年第1期|1235692.1-1235692.11|共11页
  • 作者

    Zhang Weiwei; Jiang Shengyuan; Tang Dewei; Chen Huazhi; Liang Jieneng;

  • 作者单位

    Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

    Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

    Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

    Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

    Harbin Inst Technol, State Key Lab Robot & Syst, Harbin 150001, Peoples R China;

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