可自主部署的月表采样作业装置结构设计

该采样装置面向地外天体无人探测任务场景设计，核心解决无额外机械臂辅助条件下的月表样本自主采集需求，适配着陆器平台有限的搭载空间，无需依赖着陆器本体的大自由度机械臂即可独立完成采样全流程作业，大幅降低探测任务的系统复杂度与载荷重量冗余。装置整体采用轻量化结构布局，总重量控制在2.35千克区间，作业功耗不高于25瓦，可直接挂载于着陆器侧缘的预留安装位，安装边界适配现有深空探测着陆器的侧挂载荷接口，无需对平台结构做额外改造。作业时电动铲斗组件可通过自身电机驱动调整朝向，适配不同起伏程度的月表地形，以最优挖掘角度切入表土层，规避月岩凸起等障碍，在抬升过程中可沿着着陆器边缘做机动收集，避免样本洒落。装置集成的样本筛分结构可在采集过程中完成样本分级，细粒月尘与小尺寸岩屑通过筛网落入下部存储舱，大尺寸岩块则保留在上部暂存区，无需额外筛分工序即可完成样本分层存储，满足不同类型月壤样本的采集需求。与铲斗相连的绞车组件可驱动铲斗垂直轴旋转，拓展采样覆盖范围，无需移动着陆器即可覆盖周边一定半径内的采样区域；当铲斗完成采样收回时，凸轮机构会自动触发存储舱的覆膜机构，将收集到的细粒样本密封，避免月尘在装置转运过程中泄漏。铲斗的倾斜角度经过多轮仿真优化，可在挖掘过程中兜住大块岩石，避免大尺寸样本滑落，整套装置可作为独立采样执行器搭载于各类小型月球探测平台，也可作为已有机械臂采样系统的补充末端执行器，拓展采样任务的样本类型覆盖范围。结构设计上充分考虑月表高低温、真空、月尘磨损等极端工况，所有运动副均采用自润滑耐磨材料，密封结构选用耐高低温的弹性元件，确保在极端环境下作业可靠性。