月面探测分层筛分式月壤采样装置

该采样装置面向地外天体无人探测作业场景设计，核心适配月球表面着陆器搭载作业需求，可在低重力、无大气的月面环境下完成表层及次表层月壤的采集、分级筛选与样本暂存全流程作业，无需额外配套复杂的辅助筛分机构，单装置即可完成多工序作业，大幅压缩探测载荷的整体重量与安装空间占用。装置主体采用对称双勺轮式构型，核心安装接口为中心带均布安装孔的法兰基座，可直接与着陆器搭载的采样机械臂末端执行器接口匹配，安装端面的平面度、安装孔位的位置度均按航天载荷通用安装公差设计，无需额外转接结构即可完成装配，整体外轮廓为类扇形回转结构，作业旋转半径控制在适配着陆器采样作业范围的边界内，作业时不会与着陆器本体、其他搭载载荷产生运动干涉。结构设计上，勺轮内部集成两级筛分结构，分别设置10mm孔径筛网与20mm孔径筛网，可在采样旋转过程中同步完成月壤颗粒分级：粒径小于10mm的细颗粒月壤、10-20mm区间的砾石样本可分别通过对应筛网进入独立的暂存腔室，大于20mm的无效砾石则在旋转过程中自动排出，无需额外设置筛分动力源，完全依靠采样旋转动作与月面低重力环境完成筛分流程，大幅降低系统复杂度与故障概率。勺轮侧面设置两处对称的检查窗口兼作排放口，作业过程中可通过窗口直接观察内部样本采集状态，地面控制端可配合搭载的视觉检测模块逐次确认样本颗粒级配是否符合探测要求，满足样本采集要求的样品可通过排放口直接注入着陆器搭载的密封存储容器内，不符合要求的样本可直接排放至月面，无需带回存储容器占用有限的样本存储空间。装置作业时可通过旋转切削挖掘月面以下10cm深度的次表层月壤，规避月面表层受空间环境辐照影响的变质层，获取更具科研价值的次表层原始月壤样本，整体结构无复杂传动部件，所有流道、筛孔均做防卡滞倒角处理，可适应月壤颗粒棱角锋利、易粘附卡滞的工况特性，在低重力环境下不会出现样本堵塞筛孔、残留无法排出的问题，作业可靠性远高于传统的挖斗式采样结构。