地外天体表壤采样履带式运载作业装置

这套履带式作业装置主要面向地外天体表层探测采样任务场景设计，适配低重力、高真空、地表覆盖松散月壤与不规则岩块的复杂作业环境，核心承担采样区域的物料拾取、粗分选、暂存转运功能。从结构布局来看，整机采用履带式行走底盘作为承载基础，履带板做了加宽齿形设计，接地比压控制在极低区间，避免在松散表壤区域出现沉陷打滑问题，驱动轮集成在底盘后侧，导向轮前置，张紧机构内置在履带梁内部，可适应温差变化带来的履带张紧力波动，无需频繁人工调整。前部搭载的拾取机构采用柔性铲斗配合铰接摇臂结构，作业时摇臂下放至贴合地表角度，铲斗前缘贴附地面行进，可将表层松散表壤连同混杂的岩块一同铲入输送通道，摇臂的铰接点设置了多组限位结构，可根据地表起伏自动调整铲斗离地间隙，避免硬接触造成结构损伤。拾取后的物料通过内置的皮带输送结构送入上部的分选舱，分选舱内部设置多级不同孔径的格栅筛面，配合舱体的小幅振动动作，可将不同粒径的岩块与细粒表壤分离，筛面的倾角经过反复校核，可在低重力环境下保证物料顺利沿筛面滑移，不会出现物料漂浮卡滞的问题，分离后的细粒表壤会送入后部的密封存储容器，大尺寸无采样价值的岩块则通过侧部排料通道排出舱外。上部的舱体采用框架式承载结构，外部覆盖轻量化防护蒙皮，既可以抵御宇宙射线与微流星体的冲击，也能为内部的分选、存储结构提供稳定的安装基准，舱体顶部预留了标准机械对接接口，可与着陆器、上升器的抓取机构适配，完成采样容器的转移交接。整机的安装边界充分考虑运载火箭的整流罩尺寸限制，整体轮廓做了切角处理，所有突出结构均设置在包络范围以内，行走机构的最外侧与舱体外壁齐平，运输状态下无需额外拆解即可装入运载舱段。设计过程中针对低重力环境下的物料运动特性做了多轮仿真验证，对输送通道的倾角、筛面的振动参数、铲斗的切入角度都做了针对性优化，所有运动副均采用固体润滑方案，避免液态润滑介质在真空环境下挥发失效，结构件大量采用轻量化合金材料，在保证结构强度满足发射段过载要求的前提下，尽可能降低整机自重，提升有效载荷占比。