宇航探测用月球表层样本采集装置

该装置面向地外天体表层探测采样作业场景设计，主要应用于月球无人探测任务中对月壤、月岩碎屑样本的多点位收纳与留存，是深空探测任务中获取天体表层物质样本的核心执行部件，可适配着陆器搭载的机械臂末端安装接口，在着陆后完成指定探测区域的样本采集收纳作业，为地面科研人员开展月壤物质成分、矿物构成、天体演化相关研究提供实物样本支撑。装置整体采用紧凑化块式布局设计，主体为封闭式壳体结构，前端设置多规格样本容纳腔，不同孔径的圆形腔室可适配不同粒径的月岩碎屑、块状月岩样本的独立存放，异形腔室可用于存放特殊形态的表层土壤样本，各腔室之间设置分隔筋结构，避免不同点位采集的样本在探测车移动、返回舱飞行过程中出现混掺，保障样本溯源的准确性。壳体侧部设置弧形贴合面，可与采样机械臂的末端执行器形成稳定贴合，安装定位面设置有嵌入式连接点位，可在无额外紧固件外露的前提下完成与执行机构的可靠锁合，适配月球表面高低温交变、高真空、强辐射的极端作业环境，避免外露连接件出现冷焊、应力变形导致的连接失效问题。装置前端的多孔排布设计经过采样作业路径仿真优化，各腔室开口朝向匹配机械臂采样作业的进给角度，采样完成后可直接将样本推入对应腔室，无需额外的样本转移机构，大幅降低采样作业流程的复杂度，减少机构故障风险。整体结构在满足多份样本独立收纳需求的前提下，通过拓扑优化去除非承载区域的冗余材料，在保障壳体结构强度、抗冲击性能的同时控制整体自重，降低发射阶段的载荷重量成本，壳体外部的圆角过渡设计可避免在采样作业、机构动作过程中与周边探测设备发生剐蹭干涉，适配着陆器有限的搭载安装空间边界，可在不占用过多设备搭载容积的前提下完成多点位样本的采集收纳任务，支撑深空探测任务的科学目标落地。