NASA低成本月球火炬作业装置结构设计

该装置面向月表长期无人作业场景设计，核心解决月面极端温差下的能源供给与热管理问题，适配月表低重力、高真空、强辐射的作业环境，可作为月面科研站点的辅助能源配套单元，也可搭载小型探测载荷完成指定区域的巡航探测任务。整套装置采用轮式移动构型，搭配六组大直径行走轮，轮体外径320mm，整车离地间隙控制在400mm，可顺利通过月表常见的碎石、浅坑等复杂地形，轴距轮距匹配为1640mm，低重心布局设计可避免爬坡、侧倾工况下的倾覆风险，作业状态下最大倾斜角度限制在30°，俯仰与侧倾活动角度最大可达40°，满足不同坡度月面的驻留作业需求。装置上部集成定日镜面板系统，总镜面面积15.8㎡，其中13.9㎡的反射面用于定向反射太阳光，可将阳光汇聚至指定点位实现热触发功能，也就是“火炬”的核心作用来源，剩余1.2㎡区域铺设光伏单元为整套系统供电，另有100mm×100mm的预留区域安装太阳跟踪传感器，实现对日角度的自动校准。定日镜面板的角度扫描范围覆盖极角180°、方位角360°，角度驱动采用成熟的回转驱动机构，可靠性经过航天场景验证。面板展开机构采用铰链、弹簧搭配锁闩的结构方案，配套低冲击压紧释放机构，镜面折叠段做了最少化设计，减少铰链、弹簧、插销等活动部件的使用量，从结构层面降低机构复杂度，提升长期在轨运行的可靠性，整套包含移动车体与定日镜面板的系统总质量控制在410.3kg，符合航天发射的载荷重量约束。建模过程中对所有活动铰接点做了运动间隙仿真验证，可模拟展开、收拢、角度调整、轮组行走的全工况动作，所有结构件的安装边界、连接孔位均按照航天结构设计规范做了匹配预留，可直接用于方案验证、结构优化迭代的参考，也可作为深空探测装备教学演示的数字化模型使用。