航空航天用仿生柔性传感探测装置结构

　　该结构面向深空探测、极端环境作业场景设计，核心解决狭小空间内多维度环境参数采集、非规则接触面适配的工程痛点，可搭载于行星表面巡视器机械臂末端，或是舱内狭小检修工位的探测执行端，替代人工完成高危、高辐射、低气压环境下的接触式探测作业。从功能特性来看，装置分为柔性执行臂与传感采集头两个核心模块，柔性臂段采用多关节串联阻尼结构，可在-180℃至120℃的温度区间内保持姿态稳定性，单臂段弯曲角度可达±135°，末端重复定位精度控制在0.2mm以内，能够贴合非规则曲面完成接触式数据采集，避免传统刚性探测头对被测表面造成损伤，同时适配不同曲率的探测接触面。传感采集头采用镂空笼式骨架设计，外层为镂空钛合金网格结构，网格间隙预留传感元件安装位，

　　可根据任务需求替换压力、温度、气体成分等不同传感模组，骨架内部预留走线通道，所有线缆均内嵌于结构筋位内部，避免外部剐蹭造成线路损坏，笼式结构整体抗冲击性能可达1500g，能够承受着陆阶段的瞬时冲击载荷。设计阶段优先考虑了安装边界适配问题，柔性臂根部采用标准快换接口，可直接匹配现有巡视器机械臂末端的通用安装法兰，接口处集成电气连接触点，无需额外走线即可完成供电与数据传输，整体装置收拢状态下最大外径不超过120mm，展开后总长度不超过280mm，不会占用过多载荷舱空间，同时满足发射阶段的包络尺寸要求。结构设计过程中针对轻量化需求做了拓扑优化，笼式传感头在保证结构强度的前提下，去除了非受力区域的冗余材料，整体重量控制在320g以内，

　　有效降低搭载载荷的重量负担。柔性臂的关节阻尼采用特种硅橡胶填充，可在真空环境下长期使用不出现挥发、硬化问题，关节转动阻尼可根据作业需求调整，既能够保持探测过程中的姿态稳定，也可在遇到硬性阻碍时发生柔性弯折，避免结构损坏。笼式传感头的网格结构经过流体力学仿真优化，在行星表面低气压风场环境下不会产生额外的气动扰动，保证探测数据的准确性，同时镂空结构可降低温度传导速率，减少外部极端温度对内部传感元件的影响。