NASA RASSOR 2 挖掘滚筒结构设计

该结构是面向地外天体表层采样作业开发的挖掘取料核心部件，适配低重力、无大气的极端作业环境，主要承担星壤切削、集料、输送、筛分的一体化作业功能，是深空探测采样设备前端执行端的核心组成部分。不同于常规地面挖掘设备的厚重铲斗结构，该部件采用分体式螺旋滚筒设计，整体由同轴布置的定筒与旋转螺旋组件构成，旋转组件外缘带等距分布的切削齿，作业时螺旋叶片随滚筒低速转动，将表层松散星壤持续刮取并沿螺旋导程向筒体内部输送，筒壁带均匀排布的筛孔，可在输送过程中自动筛除粒径超标的大块岩屑，避免卡滞内部输送通道。设计阶段充分考虑低重力环境下的物料抛洒问题，螺旋导程与叶片倾角经过多轮动力学仿真迭代，确保在低重力工况下物料不会因离心力脱离导程，同时控制切削阻力在探测车行走机构的牵引力阈值内，避免作业时出现车轮打滑、整机倾翻的风险。从安装边界来看，该部件的外部径向尺寸为445mm，轴向安装长度为350mm，两端预留标准同轴安装接口，可直接对接采样机械臂的驱动输出端，无需额外加装转接法兰，适配现有深空探测采样平台的安装接口标准。筒体内部的集料腔额定容积可满足单次采样作业的物料存储需求，集料腔末端带快开式卸料接口，采样完成后可直接对接样品存储舱完成物料转移，无需额外倒料机构。整体构件采用铝合金材质加工，在保证结构强度满足切削载荷要求的前提下，最大限度降低部件自重，适配深空探测设备严苛的重量控制指标，整体重量控制在5.4kg，不会给探测车的行走与姿态调整带来额外负载。该结构的螺旋叶片采用等厚等导程设计，叶片外缘的切削齿做了倒角硬化处理，可应对星壤中夹杂的硬质岩粒磨损，延长部件的在轨作业寿命，同时分体式的装配结构便于在探测车上进行在轨更换，无需拆解整个采样臂总成，降低地外作业的维护难度。作业过程中，滚筒的旋转方向与螺旋导程方向匹配，正向旋转时持续切削集料，反向旋转时可快速排出筒内卡滞的大块异物，具备简易的自清洁能力，无需额外配置疏通机构，进一步简化了整体结构的复杂度，提升极端环境下的作业可靠性。