外星表层采样用梅林勺取料结构设计

该取料结构主要面向地外天体表层松散样本采集场景，适配无大气、低重力环境下的表壤取样作业需求，解决常规取样结构在低重力工况下样本粘附、卡滞、填充率不足的共性问题。结构整体采用对称剖分的蜗壳式容腔设计，两半壳体拼合后形成封闭的样本暂存空间，边缘设置锯齿状切削刃，可在接触星表时直接刮削表层固结壤块，无需额外配置破土辅助机构。内部设置变螺距输送螺旋，螺旋叶片与壳体内壁的间隙严格控制在3mm以内，避免大粒径颗粒卡入运动副造成机构锁死，螺旋轴线与容腔中心偏心布置，可在转动过程中持续将刮削进入的样本向中心存储室推送。设计阶段重点考量低重力下颗粒的运动特性，针对颗粒因静电、范德华力粘附在腔壁的问题，将容腔内壁设置为连续光滑曲面，无直角拐点与凹陷结构，减少颗粒附着的滞留点位，同时在螺旋推送路径上设置挡料凸棱，打乱颗粒的层流运动状态，避免颗粒随螺旋空转无法进入存储腔。容腔的最大进料尺寸控制在10mm量级，可阻挡超出设计粒径的岩块进入内部，防止大颗粒卡滞造成机构失效，中心存储室的有效容积经过核算，可满足单次采样的样本量存储需求，多余的样本会在螺旋转动过程中从容腔边缘的溢流间隙排出，避免过填充造成机构卡阻。结构的安装接口设置在尾部的连接轴段，可直接适配采样机械臂的末端输出法兰，整体外轮廓为类半球形，旋转作业时的转动惯量经过平衡校核，不会对机械臂的姿态控制造成额外扰动。整体结构无额外的滑动密封面与复杂开合机构，所有运动部件仅为螺旋输送组件，运动副数量少，在真空环境下的润滑可靠性更高，可耐受星表的极端温度交变工况，壳体采用轻量化合金材质加工，整体重量控制在较低区间，适配深空探测载荷的重量约束要求。