星表探测用风化层采样收集装置结构设计

　　这款采样收集装置主要面向地外星表探测任务中的风化层样本采集作业场景，适配星表低重力、无大气的极端作业环境，可搭载于行星巡视探测器表面，完成表层月壤/火星壤的钻取、归集、暂存全流程作业，为星壤原位分析或样本返回提供可靠的物料输送与存储支撑。装置整体外径控制在175mm，总表土容纳容量可达21L，整体采用圆柱叠层式结构布局，所有功能模块沿中心主轴同轴排布，最大化利用径向安装空间，适配探测器有限的搭载边界，安装接口采用均布螺栓连接形式，可直接固定于探测器采样臂末端或车体挂载平台，无需额外设计转接结构。核心功能模块包含转子式挖掘钻机、扭转导向器、复位弹簧、导流板、存储仓几个部分，各钻机单元采用独立模块化设计，可单独拆装更换，

　　单台钻机损坏时无需拆解整套装置，仅需移除故障单元即可，大幅降低深空探测任务中的在轨维护难度。作业过程中，高扭力转轮电机驱动钻机顺时针旋转，支撑楔块随钻体转动将固结的表土块切割破碎为小颗粒，扭转导向器随转动逐步抬升，将采集到的表土推送至装置顶部位置，待导向器到达行程上限后，重力与表土自身载荷带动导向器下移，表土顺着导流板落入收集仓内，随后扭转弹簧带动导流板复位至初始位置，完成单次采样循环。卸载样本时，电机驱动钻机逆时针转动，表土载荷与重力共同作用将导向器向下推压，使暂存的表土顺利落入样本仓或分析仪器接口。整套机构的运动逻辑完全依托机械结构与弹簧复位实现，无需额外布置复杂的传感与驱动元件，

　　在低重力环境下可依靠自身弹簧力与结构限位完成动作循环，钻机内部厚度参数可根据目标星壤的硬度、磨蚀性调整壳体耐磨层厚度，扭转弹簧的弹力参数可匹配不同重力加速度下的作业需求，通过物理试验即可标定磨损率与作业寿命，容错率较高，可适配不同天体的采样任务需求。叠层式的结构设计让多组钻机可沿周向均匀布置，单次作业可完成多点位样本采集，避免单点采样的样本代表性不足问题，各模块的堆叠安装方式让整体装配流程简化，连接螺栓统一采用标准规格，减少深空任务中的备件种类。