月表采样轮式取料执行机构结构设计

　　该取料执行机构适配月表原位采样作业场景，可搭载于星球探测机器人手臂末端，在低重力、高真空、大温差的月表环境下完成表层月壤、岩屑样本的采集与暂存作业，整体结构围绕航天作业的轻量化、高可靠性要求展开设计。从安装边界来看，机构整体采用轮式回转布局，中心设置标准法兰连接接口，可直接与六自由度机械臂的末端执行器安装座匹配，安装端面的定位销孔与螺栓孔位按照航天末端执行器通用接口规范排布，无需额外转接结构即可完成装配，整体径向尺寸控制在适配中小型探测机器人负载能力的范围内，轴向安装深度预留了机械臂末端走线的空间，可容纳采样驱动电机的动力线缆、状态检测传感器的信号线缆排布，避免线缆外露在月表环境下受宇宙射线、月尘磨损出现故障。

　　功能实现逻辑上，机构依靠单一驱动电机提供回转动力，电机输出轴与中心回转轮毂直连，带动整个轮式主体做定轴回转运动，轮体周向均匀排布多组带镂空网孔的取料斗，当轮体回转时，朝向月表一侧的取料斗会在机械臂下压力的配合下切入月壤表层，随着轮体转动，取料斗舀取月壤样本后抬升，当取料斗转动至轮体中心偏下位置时，斗内的样本会顺着内部导流结构落入中心下方的暂存料筒内，暂存料筒采用镂空网壁结构，可在采样过程中筛除粒径超出设计阈值的大块岩屑，避免大块卡滞造成机构堵转，同时镂空结构也能进一步降低整体结构重量，减少发射阶段的载荷负担。

　　结构设计细节上，轮体的取料斗边缘采用耐磨硬质合金镶片设计，可应对月表部分硬质岩屑的刮擦磨损，延长机构的单次作业寿命；取料斗表面的网孔孔径按照采样粒径要求统一设定，既保证多余的细粉状月壤不会在取料过程中大量洒落，也能让粒径不合格的颗粒在回转过程中自动漏出，无需额外设置筛分结构；中心导流通道采用光滑曲面过渡，避免样本在导流过程中出现粘附、卡堵，保证采集到的样本能够全部汇入暂存筒内；暂存筒与轮体主体采用快拆结构设计，当采样作业完成后，机械臂可将机构移动至样本密封容器位置，通过触发快拆结构将装满样本的暂存筒送入密封容器，后续可更换空的暂存筒继续开展多点采样作业。

　　从实际作业适配性来看，该机构的单电机驱动方案大幅降低了结构复杂度与控制难度，在航天作业场景下，更少的驱动部件意味着更低的故障概率，无需复杂的多轴协同控制逻辑，仅需控制电机的回转转速与机械臂的下压力度即可完成采样作业，适配探测机器人的自主作业控制逻辑；轮体周向多组取料斗的布局，可在单次回转过程中完成多次取料动作，采样效率远高于单斗式取料结构，同时周向对称的布局让机构整体的质心落在回转轴线上，不会因为轮体转动造成机械臂末端的负载偏载，降低机械臂的姿态控制难度；整体结构的外露部件均采用圆润过渡设计，没有尖锐凸起，避免在作业过程中剐蹭探测机器人的其他传感设备，也能减少月尘在结构表面积聚的附着点，降低月尘对机构运动副的侵入风险。

　　在运动副的防护设计上，中心回转轴承采用带多层防尘密封圈的密封轴承，可阻挡细颗粒月尘进入轴承滚道，避免轴承在回转过程中出现磨损失效；驱动电机集成在轮毂内部，采用一体化密封设计，电机外壳与轮毂结构一体加工成型，减少了拼接缝隙，进一步提升月尘防护能力；机构的所有外露紧固件均采用防松设计，适配发射阶段的强振动环境与月表作业的温度交变环境，避免紧固件松动造成结构散架。