[发明专利]一种模拟探测器冲击倾斜月面的试验装置及测试方法

权利要求书

1.一种模拟探测器冲击倾斜月面的试验装置，其特征在于，包括箱(1)、模拟探测器(2)、细绳(7)、摄像头(10)、弹性橡胶缓冲垫(11)、松散土(12)以及坚硬土体(13)：

所述箱(1)采用有机玻璃制作，通过螺栓(14)固定于金属底座(15)上；箱(1)长为5m，宽为1m，高为4m；箱(1)外壁设有刻度线(5)，可用于确定坚硬土体(4)和松散土(3)的厚度；

所述箱(1)中，将模拟探测器(2)吊放于箱(1)内，通过细绳(7)与滑轮(8)连接；

所述细绳(7)每隔10cm做一个标记(9)，可用于确定模拟探测器(2)的高度；

所述箱(1)底部分层铺设坚硬土体(13)和松散土(12)，并在箱(1)左侧坚硬土层(13)上放置弹性橡胶缓冲垫(11)：弹性橡胶缓冲垫(11)与箱(1)左侧壁用双面胶进行临时粘贴；

所述箱(1)内壁上放置与松散土(12)坡面平行的两排摄像头(10)，可跟踪拍照用于记录模拟探测器(2)运动轨迹，摄像头(10)与电脑(17)相连。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述模拟探测器(2)底部装有4个足垫(3)，足垫(3)上方安装有轴力计(16)，用于测量冲击时对足垫(3)产生的应力状况，并将轴力数据通过蓝牙发送给电脑(17)；模拟探测器(2)上左边装有红色LED灯(5)，右边装有绿色LED灯(4)，通过摄像头(10)拍照记录得到模拟探测器(2)冲击斜坡后的运动轨迹。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述坚硬土体(13)采用环氧树脂与经过磨细并筛分的土体混合搅拌后压实形成的，设置坚硬土体(13)表面与水平面夹角范围为0°～60°；

所述松散土(12)采用火山灰和砂土按一定级配配置并均匀的撒布在坚硬土体(13)上，虚铺厚度在20cm～60cm范围内变化。

4.一种模拟探测器冲击倾斜月面的测试方法，其特征在于，采用权利要求1-3任一项所述的用于模拟探测器冲击倾斜月面的试验装置，其步骤如下：

(1)在箱(1)底部铺设一定厚度的配置好的坚硬土体(13)，并将其表面铺设为拟定角度的斜面，等待2小时，让坚硬土体(13)初步硬化；

(2)在箱(1)左侧坚硬土体(13)表面上放置弹性橡胶缓冲垫(11)，并在坚硬土体(13)表面上均匀撒布拟定厚度的已经配置好的松散土(12)；

(3)将模拟探测器(2)放入箱(1)中，其上的细绳(7)与滑轮(8)连接；通过细绳(7)上的标记(9)调节模拟探测器(2)高度；

(4)继续等待22小时，待坚硬土体(13)充分硬化后，进行冲击试验，剪断细绳(7)，让模拟探测器(2)自由下落，冲击表面铺有松散土(12)的坚硬土体(13)，相应的压力数据会通过蓝牙传递给电脑(17)，模拟探测器(2)的运动轨迹由其上的左侧红色LED灯(5)和右侧绿色LED灯(4)的运动轨迹来描述，通过与松散土(3)坡面平行的两排摄像头(10)拍照传送给电脑(17)并进行图像识别处理。

5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，可通过调节坚硬土体(13)表面与水平面的夹角或者调节松散土(12)的厚度，基于模拟探测器(2)底部的足垫冲击压力和探测器(2)运动轨迹的数据分析，来分析模拟探测器(2)冲击斜坡后的运动规律及产生滑移或者翻转的原因，并评价模拟探测器(2)冲击带有一定倾角月球表面的稳定性和可行性。