論文の概要: Design and Experimental Validation of the Separation and Deployment System for the CHERI Lunar Micro-Rovers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.02872v1
- Date: Mon, 02 Nov 2026 10:11:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-06 14:42:19.87399
- Title: Design and Experimental Validation of the Separation and Deployment System for the CHERI Lunar Micro-Rovers
- Title（参考訳）: CHERIマイクロローバーの分離展開システムの設計と実験検証
- Abstract要約: 本稿では,CHERI月面マイクロローバーの分離システムの設計,最適化,試験について述べる。
アセンブリは、アルミニウムのグラウンドプレートと、中央の非爆発性ホールドダウン放出機構と、非対称な4スプリング射出アレイとを備える。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Reliable separation mechanisms are critical for planetary micro-rovers, which must withstand launch vibrations and then eject the vehicle clear of the lander. This paper presents the design, optimization, and testing of the separation system of the CHERI (Challenging Environment Exploration Rovers for Intelligence) lunar micro-rovers. Sized for a 5 kg vehicle, the assembly comprises an aluminum ground plate, a central non-explosive hold-down and release mechanism, and an asymmetric four-spring ejection array. Initial separation trials revealed a velocity deficit caused by energy absorption in the flexible wheel-legs and chassis during the ejection stroke. This loss was represented as equivalent chassis damping in a multi-body dynamic model, and the springs were re-optimized accordingly. Early hardware iterations failed vibration testing, first through spring jamming in the guide housings and then through a 34 Hz fundamental mode of the flat ground plate. A density-based topology optimization raised the fundamental frequency to 84 Hz, above the 70 Hz requirement of the lander, within a 1.6 kg mass budget. The final configuration passed acceptance-level sinusoidal vibration, random vibration, and shock testing without structural degradation. Separation tests with a weight-matched one-sixth mass model, tracked by optical motion capture, confirmed clearance of the lander and reproduced the simulated free flight to within the run-to-run variation of the measured ejection velocity. These tests further showed that landing outcome is dominated by touchdown and settling dynamics, indicating that the residual pitch rate is the main controllable design parameter and confirming self-righting recovery as an integral element of the deployment architecture.
- Abstract（参考訳）: 信頼性の高い分離機構は、打ち上げの振動に耐え、着陸機から車両を放出しなければならない惑星マイクロローバーにとって重要である。
本稿では,CHERI(Challenging Environment Exploration Rovers for Intelligence)月のマイクロローバーの分離システムの設計,最適化,試験について述べる。
5kg車両用に小型化され、アルミニウムのグラウンドプレート、中央の非露光式ホールドダウン解除機構、非対称4スプリングエジェクションアレイを備える。
最初の分離試験では、射出ストローク中のフレキシブルホイールレッグとシャーシのエネルギー吸収による速度不良が判明した。
この損失は, 多体動的モデルにおける等価シャシーダンピングとして表され, スプリングはそれに応じて再最適化された。
初期のハードウェアは振動試験に失敗し、最初はガイドハウジングでバネジャミングを行い、次に平板の34Hzの基本モードを通した。
密度に基づくトポロジー最適化により、基本周波数は 84 Hz まで上昇し、ランダーの70 Hz の要求を 1.6 kg の予算で上回った。
最終構成は、構造劣化のない受け入れレベルの正弦波振動、ランダム振動、衝撃試験をパスした。
光モーションキャプチャーによって追跡され、ランダーのクリアランスを確認し、模擬自由飛行を測定された射出速度のランニング・トゥ・ランの変動内に再現した、重み付けされた第6質量モデルによる分離試験を行った。
これらの実験により, 着陸はタッチダウンと沈降動態が支配的であり, 残留ピッチ速度が主制御可能な設計パラメータであり, 自己照準回復がデプロイメントアーキテクチャの不可欠な要素であることが確認された。
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