月球探测车轮式月壤风化层取样作业装置

该装置面向地外天体无人探测作业场景，专为月球巡视探测器配套设计，核心解决传统月面采样设备额外搭载重量大、作业流程冗余、探测载荷占比高的痛点，将采样功能直接集成于月球车行走轮系中，无需额外搭载独立的采样机械臂与采样头机构，可在巡视器行走过程中同步完成月表风化层样本采集作业，大幅压缩探测任务中采样系统的总重量与总空间占用，适配深空探测任务严苛的载荷重量约束与舱内安装边界。装置整体以月球车行走轮为核心载体，轮体表面不设置突出的轮齿与抓地结构，采用类行星探测车弹性轮的曲面轮廓设计，在保证月面低重力、松软风化层环境下行走抓附力的同时，避免轮体突出结构对月表原始风化层的过度扰动，保障采集样本的层理信息完整性。轮体内部为中空储料腔结构，沿轮周向排布多组带弹性密封阀的进料孔，进料孔的孔径经过精准匹配设计，仅允许符合粒径要求的月壤风化层颗粒进入腔体，可在轮体接触月面受压形变时自动开启，将轮面接触区域的风化层颗粒刮入内腔存储，当轮体滚动离开月面受压解除后，密封阀自动闭合防止样本洒落，配合轮轴内部的中空输料通道，可将采集到的样本直接输送至巡视器本体的样本存储单元中。整套装置的动力完全复用月球车行走轮的驱动动力，无需额外配置独立的采样驱动电机，轮轴内部集成螺旋输料结构，可根据采样作业指令调整轮体的转动方向与转速，在行走采样模式下轮体正常向前滚动完成连续样本采集，在样本转移模式下可控制轮体反向转动，将内腔存储的样本通过输料通道推送至存储舱，同时可通过控制轮体的下压深度，实现不同深度层理的风化层样本采集，满足月表地质剖面探测的采样需求。装置的安装接口完全匹配现有月球车轮系的安装边界，轮体直径、轮轴连接尺寸与常规巡视器行走轮保持一致，无需对巡视器底盘的行走机构安装结构做大幅改动，可直接替换原有行走轮实现采样功能扩展，轮体外壳采用高强度轻量化航天铝合金材质，内部输料通道涂覆低摩擦耐磨损的聚四氟乙烯涂层，可适应月面大幅温差、高真空、强辐射的极端工作环境，进料孔的密封结构采用弹性金属复合密封件，可耐受月壤颗粒的长期磨损，保证长期作业过程中的密封可靠性，整套系统在不损失行走轮原有越障、行走承载性能的前提下，实现了行走、采样、样本初步筛分、样本输送的多功能集成，有效降低了深空探测任务的载荷成本，提升了探测作业的效率。