NASA表土采样作业RASSOR挖掘机器人结构

这款面向地外天体探测任务设计的挖掘作业装置，核心应用场景锁定月球、火星等无大气天体的表层资源原位采集环节，区别于常规地面工程挖掘设备，其设计全程围绕低重力、高真空、极端温差、无后勤补给的严苛作业边界展开。从功能实现逻辑来看，该装置采用对称式鼓形挖掘轮构型，两组对转的切削鼓轮在作业时可相互抵消切削反力，无需额外配置大质量锚固结构即可在低重力环境下获得足够的切削进给力，解决了地外作业时设备自重不足易打滑、倾覆的核心痛点。鼓轮外周排布的分层切削齿采用分段式排布设计，作业时可逐层剥离天体表层风化壳结构，切削下的表土物料会顺着鼓轮内侧的导料槽汇入中心集料腔，无需额外设置复杂的输送链路即可完成物料归集，大幅降低了结构复杂度与故障概率。从设计思路层面考量，整个装置的结构件优先采用等强度薄壁构型，在保证切削作业刚度的前提下尽可能压缩整体结构质量，适配航天发射的载荷重量约束；所有转动副均采用自润滑密封结构设计，可耐受-180℃至150℃的极端温度交变工况，避免真空环境下润滑介质失效导致的卡滞问题。外形尺寸方面，单组挖掘鼓轮的直径控制在适配星球车搭载的边界范围内，整体安装接口可直接匹配现有深空探测巡视器的挂载点位，作业时鼓轮的下挖深度可覆盖天体表层0至30厘米的风化层区域，该层位是目前地外资源原位利用的核心采集层，既可以获取含水冰的表土样本用于资源制备，也能完成探测点位的表层整备作业，为后续探测设备部署提供平整的作业基面。不同于常规挖掘设备依赖大自重保证作业稳定性的设计逻辑，该装置通过对转鼓轮的力平衡设计，将整机作业时的地面垂直载荷控制在极低水平，不会对巡视器的行走机构造成额外冲击，同时鼓轮的切削转速可根据表土硬度实时调整，遇到固结度较高的岩屑层时可降低转速提升切削扭矩，遇到松散浮土层时可提升转速提高采集效率，整套作业流程无需人工实时干预，可通过预设程序自主完成采样、集料、排料的全流程作业，适配深空探测的大时延通信工况。