轻量化铝制月面表层样品采集执行装置

该装置面向地外天体表层松散样品采集场景设计，主要适配月面无人探测任务中月壤、月岩碎块的快速收集需求，可搭载于巡视探测平台或着陆器采样机械臂末端，完成指定探测点位的样品批量采集、暂存与转移作业。整体结构采用铝合金作为主成型材料，总重量控制在0.3千克级别，完全匹配深空探测任务对载荷重量的严苛约束，避免多余重量占用探测器宝贵的运载配额。从功能实现逻辑来看，装置前端设置多齿形铲掘结构，铲面开有减重漏沙槽，下探接触月面时可直接切入松散月壤层，槽体结构能够在铲取过程中自动筛除粒径过小的浮尘，保留符合粒径要求的样品颗粒，减少无效载荷占用。中部设置带横向挡条的斜向导料槽，铲取后的样品可沿导料槽顺畅滑入末端暂存仓，挡条结构可避免探测车移动过程中样品从槽体滑落，适配月面低重力环境下的物料输送特性。两侧设置的驱动辊轮结构可配合搭载平台的动力输出，实现铲取角度的自适应调整，无需额外配置独立驱动源即可完成下探、铲掘、抬升的整套采样动作，进一步压缩结构复杂度与重量占比。末端暂存仓采用敞口式设计，配合侧面防护栏结构，既方便采样完成后将样品转移至密封存储容器，也可避免行驶过程中样品溢出。设计阶段充分考虑了月面极端温差、真空环境对材料性能的影响，所有结构件均采用一体化铣削成型工艺，减少拼接紧固件的使用，降低温差形变导致的结构卡滞风险。安装边界上，装置预留了标准机械连接接口，可适配多数深空探测平台的末端安装法兰，安装位的形位公差按照航天级结构精度要求控制，无需额外调整即可完成快速装配。结构受力层面，针对铲掘过程中可能遇到的硬质岩块冲击，主承力框架采用变截面薄壁结构，在保证整体轻量化的前提下，关键受力位置做了局部加厚处理，可承受最大50牛的铲掘反力，满足月面浅层采样的受力需求。导料槽的倾斜角度经过多轮仿真验证，在月面1/6g重力环境下，样品可依靠自身重力完成滑落，无需额外设置输送机构，最大化简化结构组成。滚轮位置设置的缓冲结构可在铲头接触硬质月岩时提供一定的退让量，避免刚性冲击导致结构损坏，提升采样过程的可靠性。