NASA表土采集滚筒式作业机构

该作业机构面向地外天体表层风化层探测采样场景设计，核心服务于地外天体无人探测任务中的表层土壤剥离、集料收集作业环节，可适配无人星球表面移动作业平台搭载，在低重力、无大气的天体表面环境下完成表层松散覆盖层的开挖、剥离与集料归集作业，为后续的样本分析、原位资源利用提供前置作业支持。整套机构采用滚筒式作业核心结构，主体为带密集切削齿与筛分孔的圆柱形滚筒，滚筒表面沿周向分布多组切削分割单元，齿形结构采用渐进式切入角度设计，作业时滚筒随搭载平台向前行进的同时保持定速旋转，切削齿首先切入表层风化层，将板结的表层覆盖层切割破碎，破碎后的颗粒通过滚筒表面的筛分孔进入滚筒内部暂存，大尺寸砾石则被阻隔在滚筒外侧随旋转被拨至作业路径两侧，避免卡滞影响连续作业。设计过程中针对低重力环境下集料易飘散的问题，优化了切削齿的排布角度与滚筒内部导料结构，让切削下来的表层物料能够顺着齿面的导流角度进入滚筒集料腔，减少作业过程中的物料飞溅损耗；同时将切削、剥离、集料三个作业环节集成在单个滚筒部件上，无需额外配置独立的推铲、输送结构，大幅压缩了整套作业机构的整体重量与占用空间，适配深空探测任务对搭载载荷严格的重量与体积约束。机构的作业铲斗总宽度控制在适配小型移动探测平台的搭载范围内，最大作业直径可覆盖常规探测任务所需的表层采样深度，单次推进作业可完成连续长度范围内的表层剥离作业，能够在不破坏下层原生土层结构的前提下，精准剥离指定厚度的表层风化层，为后续深层采样或者原位资源提取扫清表层覆盖物障碍。滚筒的切削单元采用独立分段式排布，单个切削齿磨损后可单独更换，降低地外作业场景下的维护成本，滚筒表面的筛分孔尺寸经过匹配优化，可将80%以上目标粒径范围内的表层集料收集到滚筒内部，过大的砾石会被自动筛分排除，避免无效集料占用存储容量。整套机构可直接搭载在小型无人移动探测平台前端，通过驱动轴与平台的行进动力输出端连接，无需额外配置独立的动力单元，安装接口采用通用快拆设计，可根据不同作业需求更换不同筛分孔径、不同齿形的滚筒组件，适配不同天体表面不同硬度、不同粒径构成的表层风化层作业需求，在行星探测、小行星采样、原位资源利用等场景下都能发挥稳定的表层作业能力。