月表表土轮式采集取样装置结构

该装置针对地外天体无人采样探测场景设计，核心功能是在低重力、高真空的月面环境下完成表层月壤的收集与暂存作业，适配巡视器搭载的作业边界，可在行进过程中同步完成表土采集动作，无需额外配置大行程伸展的机械臂结构，能有效降低探测任务的载荷重量与机构复杂度。从结构设计逻辑来看，装置采用双轮对称布局作为行走与采集的集成载体，两个轮体边缘均集成有刮削刃口，轮体表面开设密集通孔，一方面可以在滚动过程中过滤大粒径月岩碎块，避免卡滞采样通道，另一方面能降低整体结构重量，适配航天发射的载荷重量限制。两轮之间通过刚性支撑臂连接，中间预留采样容器的安装空间，容器与支撑臂采用快拆式连接结构，可根据采样量需求更换不同容积的储样容器，安装时仅需对准支撑臂上的定位卡槽即可完成固定，无需额外紧固件，适配无人环境下的自动换装需求。轮体的刮削刃口采用渐变倾角设计，当轮体沿月面滚动时，刃口可顺势切入表层月壤，将厚度在15毫米以内的松散表土刮入轮体内部的导料通道，随着轮体持续滚动，导料通道的角度逐渐变化，当轮体转动至刃口垂直于月面的位置时，通道内的表土会在重力作用下落入下方连接的储样容器中，整个采集过程无需额外配置驱动源，仅依靠巡视器行进带动轮体转动即可完成采样动作，大幅降低了装置的功耗需求。从安装边界来看，双轮的轮距设置为320毫米，轮体直径为280毫米，整体装置的横向宽度不超过350毫米，纵向安装长度控制在400毫米以内，可直接挂载于小型月面巡视器的前端挂载点，挂载接口采用标准的航天载荷连接法兰，安装面距月面的最小高度为80毫米，可越过高度不超过50毫米的月面凸起障碍，不会在行进过程中与月面岩石发生磕碰。轮体与支撑臂的连接部位采用自润滑轴承，无需额外添加润滑介质即可在真空环境下长期稳定工作，轴承位置设置有防尘密封结构，可避免细颗粒月壤进入转动副造成磨损，提升装置在月面恶劣环境下的工作可靠性。储样容器的入口处设置有单向挡片，仅允许表土从导料通道进入容器，可避免巡视器行进过程中颠簸导致已采集的月壤洒出，容器内部设置有容积刻度标识，可通过外部视觉检测识别采样量，当采样量达到预设值时，巡视器可停止行进完成采样作业。