适配机械臂的月表螺旋取样执行装置

　　这套取样执行装置的核心定位是深空探测领域月表原位采样作业的末端执行单元，设计阶段就锚定了搭载于小型探测机械臂的使用场景，整体结构做了高度集成化处理，没有冗余的外凸结构，避免在月表高低温交变、月尘附着的极端工况下出现卡滞故障。从结构布局来看，装置主体采用长筒式承力壳体，壳体表面开设多组规则排布的长条形通槽，一方面是为了降低整体结构重量，适配深空探测载荷严格的重量约束，另一方面可以在钻进取样过程中及时排出多余的表壤颗粒，减少钻进过程的轴向阻力，同时槽道的走向顺着钻进螺旋的旋向设计，不会出现月壤卡入壳体内部传动间隙的问题。壳体前端做了斜切式收口设计，刃口部位做了加厚耐磨处理，接触月表的初始阶段就能依靠斜切面快速切入松散的月壤层，

　　不需要额外施加过大的轴向进给力，适配小型机械臂的负载输出上限。装置的动力传输采用内置式电机螺旋传动结构，动力单元集成在壳体后半段的封闭舱段内，和前端取样段做了密封隔离，避免细颗粒月尘侵入动力舱造成传动件磨损。取样段配置四组并列的螺旋集料组件，螺旋叶片的导程做了渐变设计，靠近前端刃口的位置导程更小，能快速把切入的月壤导入集料腔，靠近后端的位置导程逐步放大，减少集料过程的挤压力，避免月壤被过度压实后堵塞集料通道，每组螺旋组件外部都带网状防护套，既可以约束取样过程中飞溅的月壤颗粒，又不会阻挡多余细粉的排出，保证取样量的稳定性。从安装适配性来看，装置的末端连接接口采用标准的机械臂末端法兰匹配尺寸，接口端面做了定位销孔设计，

　　安装时不需要额外做适配调整，就能直接固定在常规小型探测机械臂的末端，整体的重心落在安装接口的中心轴线上，机械臂运转过程中不会产生额外的偏载力矩，能适配机械臂多自由度的姿态调整需求，不管是垂直向下钻取表层月壤，还是倾斜角度采集月岩缝隙中的壤样，都能保持稳定的作业状态。设计过程中充分考虑了月表作业的实际工况，所有外露的结构件都做了圆角过渡处理，没有尖锐的凸起结构，避免在机械臂动作过程中剐蹭探测车的其他载荷设备，壳体的外径尺寸控制在适配小型着陆器搭载空间的范围内，收拢状态下不会超出探测车的外包络尺寸，发射阶段不需要额外设计复杂的锁紧固定机构。这套装置的作业逻辑也做了适配优化，不需要配套复杂的辅助检测单元，

　　仅依靠机械臂本身的力反馈参数就能判断钻进的深度和取样的充盈度，当螺旋集料组件的转动阻力达到设定阈值时，就判定取样腔已经填满，可直接提钻完成取样作业，整套作业流程的响应速度快，对星上计算资源的占用极低，适配深空探测的测控延迟特性。在结构强度校核阶段，针对壳体承力部位做了轻量化拓扑优化，在保证钻进过程抗弯、抗扭强度满足要求的前提下，尽可能去除非承力部位的材料余量，整体重量控制在小型机械臂的末端负载允许范围内，不会过度占用探测任务的载荷配额。传动部件的配合间隙做了针对性的公差匹配，考虑到月表极端温差下的材料热胀冷缩效应，所有运动副的配合间隙都预留了足够的温度补偿量，不会因为低温下材料收缩出现传动卡滞，也不会因为高温下材料膨胀出现运动阻力过大的问题。集料腔的内部做了光滑的低摩擦涂层处理，取样完成后转移样品的过程中，月壤不会粘附在腔体内壁，能保证样品的完整转移，不会出现样品残留导致的后续取样交叉污染问题。