螺旋推进式月面采样作业装置

该装置面向地外天体无人探测作业场景设计，主要适配月面巡视探测任务中的表层月壤采集、分层取样需求，可搭载于小型巡视探测平台，在低重力、高真空、强辐射的月表极端环境下完成自主采样作业，为地外天体物质成分分析、原位资源勘查提供可靠的样品采集支撑，也可拓展应用于极端地表环境下的松散颗粒物料采集作业场景。装置核心采用双螺旋驱动集成设计，将行进功能与采样收集功能进行一体化整合，其中一组螺旋结构同时承担风化层物料收集功能，两组旋转电机分别独立驱动对应螺旋构件，可实现月面任意方向的灵活移动，同时支持零半径转向，能够在崎岖松散的月壤表面灵活调整作业位置，适配复杂地形下的定点采样需求。在采样作业逻辑上，装置通过直线电机调整两组螺旋构件的相对位置，改变螺旋叶片间的间隙尺寸，可根据采样需求实现分层取样，调整间隙后首先完成表层细粒风化层物料的收集，待表层物料采集完成后可进一步采集下层月壤，保证样品的层理信息完整；收集到的月壤通过螺旋旋转输送作用，被推送至储存容器上方，配合搭载的机械臂结构，可将采集到的月壤抬升并倾倒至储存容器内，完成样品的密封存储前转运作业。整体结构采用轻量化设计思路，在满足结构强度的前提下尽可能压缩整体重量，适配航天发射的载荷重量限制，结构主体采用高强度轻质合金搭配耐极端温度的高分子材料，可耐受月面昼夜超大温差变化与宇宙射线辐照，结构连接部位采用防松脱设计，避免低重力环境下振动引发的结构失效。装置整体布局紧凑，安装接口可直接适配小型巡视器的前端搭载平台，无需对巡视器主体结构进行大幅改造，螺旋叶片采用大导程曲面设计，既保证行进过程中的抓地力，避免在松散月壤上出现打滑陷滞，也能在采样过程中实现流畅的物料输送，避免月壤粘附卡滞；内置的布线通道将供电与信号线缆规整收纳于结构框架内部，避免线缆外露受月尘磨损或极端温度影响出现故障，整体作业功耗控制在较低区间，可适配巡视器有限的能源供给能力，支持长时间连续作业。