相比于传统的钻进探测方式,蠕动掘进器可以通过接力式排屑的方式实现低功耗大潜入深度的探测,更加适合月壤剖面的多目标科学探测。本文以月壤剖面的蠕动掘进式潜入探测为工程背景,以蠕动掘进器的运动和动力参数匹配为研究目标,分析了掘进器月壤接力式运移的原理、建立了掘进钻头和排屑螺旋的排屑负载模型以及缓存区高度对掘进单元的负载增量模型,通过理论分析与试验验证相结合的方式,最终实现了掘进器运动参数和负载参数匹配。本文分析了蠕动掘进器的接力式运移过程及其潜入原理,提出了以单位潜入深度所需功耗的评价指标,并以此为依据建立了面向顺畅下潜的掘进器运动参数匹配准则,完成了负载参数分析。在此基础上,分析了月壤物理力学参数、辅助排屑单元功能参数对掘进器极限潜入能力的影响关系。依据蠕动掘进器潜入负载特性参数评价的需求,提取出了特性参数测试平台的设计指标,完成了测试平台方案设计以及机械系统和控制系统设计工作,研制了蠕动掘进器月壤接力式运移特性测试系统。以量化测试和试验评估为目标,完成了测试平台主要功能性能指标的标定。基于摩尔库伦破坏准则和朗肯被动土压力理论,建立了掘进钻头切削原位月壤的负载模型;根据螺旋输送理论,建立了螺旋排屑负载模型;利用月壤接力式运移特性测试系统开展了不同运动参数下的掘进试验,验证了掘进负载理论模型的正确性;建立缓存区月壤填充负载模型,得到了缓存区高度对底部压力的影响关系。通过试验建立了缓存区月壤堆积高度与缓存区月壤堆积引起的掘进单元负载增量模型,为运动参数匹配和试验研究提供了理论基础。此外,本文还开展了排屑单元回转转速、定姿机构阻挡率、不同孔隙率月壤对象对掘进器负载特性影响关系的试验研究工作,为准确预估蠕动掘进器的掘进和排屑负载提供了依据。本文所获得的研究成果,对于蠕动掘进器缓存区的优化设计提供了直接借鉴,对于蠕动掘进器的工程设计和试验奠定了理论基础。