适配机械臂的星表月壤采样收集装置

这款采样收集装置主要面向深空星表探测作业场景，作为机械臂末端执行单元搭载使用，核心用途是在低重力、高真空的星表环境下完成表层风化层岩土样本的采集、暂存与封装作业，可适配月球、小行星等无大气天体的表面采样任务，为星壤物质成分分析、地质演化研究提供可靠的样本获取支撑。装置整体采用轻量化框架式结构，主体支撑件选用激光切割成型的金属铝板，通过螺母螺栓完成拼接装配，兼顾结构强度与自重控制需求，避免给搭载平台带来过多负载负担，外露的铝制接头与连接件进一步压缩整体重量，适配深空探测载荷的重量约束要求。装置核心功能分为采样导入、筛分过滤、暂存压实、密封防护四个模块：前端采样铲在机械臂推力作用下切入星表表层，将表层岩土导向内部圆筒通道，圆筒内壁涂覆聚四氟乙烯涂层，可大幅降低风化层岩土颗粒与通道壁的摩擦阻力，避免细颗粒月壤粘附残留影响采样效率；通道内置过滤结构，可自动筛除尺寸大于2cm的块状岩屑，仅将符合粒径要求的细粒风化层导入下方样品容器，避免大块岩屑卡滞内部结构。压实单元由样品容器支架与振动电机构成，样品容器支架通过4个张力弹簧实现弹性悬挂，搭配功率约1.5W的有刷直流电机提供振动力，总运行功率控制在3W以内，通过高频振动将导入容器内的松散星壤逐层压实，确保采集到的样本容重满足科学探测要求，单组容器可完成表层10厘米深度范围内的星壤样本采集。装置前端设置密封塞结构，在采样作业完成后可自动封闭样品容器入口，避免采集到的细颗粒样本在低重力环境下逸散，同时隔绝外部环境对样本的污染，保证样本原位特性不被破坏；侧面预留标准化电气连接接口，可直接与机械臂末端的供电、通讯链路对接，无需额外增设转接模块，安装边界可适配多数中小型探测机械臂的末端安装法兰，整体结构无复杂传动部件，可在极端温差、高真空的星表环境下稳定运行，不受温度骤变与硬质岩屑磕碰的影响，采样作业全程可在数分钟内完成，容器采用可视化设计，可搭配前置相机直观查看样本填充状态，作业完成后样本可直接密封转运，无需二次封装处理。