NASA月壤采集RASSOR三鼓取土结构

该取土结构面向地外天体表层壤体采样作业场景设计，核心适配低重力、无大气环境下的月面表层采样任务，可搭载于行星表面移动探测平台，完成表层松散壤体的采集、暂存与转运作业，为就位分析或样品返回环节提供稳定的物料供给。结构采用螺旋导料式滚筒构型，滚筒内部预设螺旋导料结构，可在滚筒旋转过程中引导采集到的表层壤体向滚筒内部空腔输送，经结构优化后，滚筒内部空腔的有效填充率可突破70%，单滚筒有效容积超过35升，可满足单次长距离巡航的采样量需求。螺旋结构同时承担双向作业功能：采集作业时，螺旋导面可将接触到的表层壤体持续导入滚筒内部，减少入口区域壤体堆积带来的行进阻力；卸料作业时，滚筒反向旋转，螺旋导面可对暂存的壤体起到松散、匀化作用，避免壤体在运输过程中受振动压实出现堵塞、粘黏问题，同时螺旋结构的导向特性可约束壤体溢出路径，仅允许壤体从预设的小尺寸入口区域排出，大幅降低运输过程中的样品损耗。受地外探测设备严格的重量限制，滚筒主体采用碳纤维材料拼接成型，在保证结构刚度满足作业载荷要求的前提下，尽可能降低结构自重；与壤体直接接触的勺状切削刃部位采用减摩合金材料，提升切削刃的耐磨性能，降低壤体切削过程中的阻力，同时减少壤体粘附对切削效率的影响。取土勺的结构尺寸经过多轮迭代优化，任意给定时间接合面处的勺体最大宽度控制在175mm以内，可适配不同密实度的表层壤体切削作业，避免勺体过宽导致切削阻力过大超出驱动载荷上限，也不会因勺体过窄降低单次切削的取土效率。滚筒的安装接口采用标准化快拆构型，可适配不同型号的行星探测平台挂载接口，安装边界预留足够的安全间隙，避免滚筒旋转过程中与平台本体、行走机构发生运动干涉；滚筒的旋转轴线与平台行进方向呈小角度倾斜布置，可在平台行进过程中自然完成壤体切削与采集，无需额外设置复杂的进给驱动机构，进一步降低整体结构的复杂度与重量。表土颗粒的拉升开挖模拟验证了结构在不同壤体密实度、不同重力环境下的作业适应性，可有效应对月面表层常见的松散浮土、轻微压实壤层等不同工况，不会出现切削卡滞、取土不足等问题。