NASA Rassor鼓式采掘作业核心结构件

该鼓式构件面向地外天体表层采样作业场景设计，核心承担表层岩土破碎、集料暂存的功能，适配低重力环境下的采掘作业需求，可配套行星探测移动平台完成采样点位的表层物质采集作业，也可经过参数调整适配极端环境下的松散物料集料、破碎工况。结构设计上，除螺栓连接孔位与外部铝制框架固定的铝制外段，主体采用多段式支撑排布，单组鼓体设置三种支撑材料布局，中间段设置六处支撑点位，每侧各分布三处支撑位，支撑位可通过熔接或栓接的方式完成组合固定，保证鼓体在承受切削冲击、集料挤压载荷时的结构刚度，避免作业过程中出现结构形变影响切削轨迹。针对作业过程中的载荷传递，设计阶段完成了车轴承受载荷的应力仿真验证，确认各连接点位的应力分布处于材料许用范围内，同时完成了拉索载荷的反向模拟，匹配低重力下作业反力的承载需求。构件的外部构造采用双外铝环与金属板一体切割成型，金属板上预留螺栓孔位，切割完成后通过焊接工艺将各段金属板拼接为整体框架，框架成型后可铺设碳纤维耐磨层，通过螺栓或铆钉将耐磨层与金属框架连接固定，耐磨层可降低切削过程中岩土对框架本体的磨损，延长构件的单次作业寿命。装配阶段仅需将环压结构压入所有气缸的中心位置即可完成核心装配，环压结构可限制碳纤维层的轴向窜动，避免作业过程中碳纤维层出现移位、磨损加剧的问题。构件的外形安装边界为383.794mm×285.242mm，整体质量控制在4.97的适配区间内，集料勺的作业宽度为80.01mm，鼓体内部最大可容纳5升的采集物料，可满足单次采样作业的集料容量需求，安装时可通过外部铝框架的连接孔位直接与采掘臂的驱动轴对接，无需额外设计转接结构，适配现有探测平台的安装接口标准。