双斗式RASSOR铲斗滚筒挖掘执行结构

该铲斗滚筒为地外天体表层采样、低重力环境表土采集作业开发的挖掘执行端部件，适配行星探测机器人、小型无人挖掘平台的前端作业需求，可在低重力、无大气的极端作业环境下完成表土切削、集料、暂存与卸料作业，也可适配极端工况下的小型无人土方作业设备，应对高磨蚀性、低承载能力的作业面工况。结构采用双独立斗式滚筒并行布置的冗余设计，两套滚筒独立承载、独立传递扭矩，单套滚筒出现结构损伤、卡滞故障时，另一套滚筒可维持基础挖掘作业能力，避免单点故障导致整机作业失效，适配无人值守、无法快速维修的远距作业场景。滚筒与主轴的连接摒弃了传统适配器结构，采用十角形截面传动轴直接与滚筒内孔配合传递扭矩，传动轴直径30mm，配合面做台阶限位，既减少了额外连接件带来的重量增量，也消除了适配器装配带来的同轴度误差，降低传动链的动不平衡量。单组铲斗宽度为90mm，滚筒内部设置随旋转方向切换功能的挡板，滚筒正转时挡板阻挡表土滑落，实现集料暂存，反转时挡板引导表土向外推送，完成卸料动作，无需额外设置斗门开闭机构，简化了执行端的驱动逻辑。滚筒可根据作业需求定向安装，预留30°台阶安装位，适配不同切削角的作业需求，也可配合机器人牵引动作调整铲切入土角度，降低切削阻力。整体结构所有零件均采用MS螺钉紧固连接，也可根据使用需求将连接件替换为焊接结构，装配方式灵活，零件模块化拆分设计支持单独更换磨损的铲斗、端盖等易损件，无需整体报废滚筒，降低维护成本。单组滚筒最大直径450mm，轴向长度180mm，两组并行总宽度360mm，单组滚筒额定容积12L，两组总容积24L，单组滚筒空载重量2.5kg，两组总重5kg，最小载料容积单组10L、总20L，模拟作业填充率约83%，额定工作转速20rpm，作业时依靠重力与切削刃切入表土完成集料，配合岩石离散元仿真验证了切削、集料过程的运动学合理性。整体选用Ti-6Al-4V 5级钛合金作为加工材料，所有构件均适配3D打印工艺成型，可实现复杂内部流道、薄壁铲刃结构的一体化成型，避免多零件拼接带来的强度薄弱点，适配小批量、定制化的极端工况部件生产需求，滚筒端盖采用辐条式减重结构，在保证径向承载能力的前提下尽可能去除非承载区域材料，降低整体转动惯量，减少驱动端的扭矩负载。