深空探测表壤采集RASSOR滚筒结构

　　该滚筒结构面向地外天体表壤采样作业场景设计，适配低重力环境下的表层风化层采掘、收集需求，是深空探测采样设备的核心执行部件，可搭载于行星表面移动探测平台，替代人工完成星表样本采集、原位资源提取前置作业，解决低重力环境下传统采掘机构反作用力过大、采样效率不足的问题。从功能实现逻辑来看，该结构采用螺旋排布的截齿式铲斗设计，周向均匀分布的铲刃随滚筒回转完成表壤切削、集料、导流全流程，滚筒转动过程中，铲刃切入表层风化层后将物料导入滚筒内部容腔，螺旋导料结构随回转动作将集料向滚筒中部推送，避免物料在回转过程中从侧边洒落，适配低重力下物料易飘散的作业特性。设计阶段围绕低重力环境下的填充效率做了多轮迭代，

　　最初的直铲斗结构在模拟作业中存在集料填充率不足、切削阻力波动大的问题，后续参考阿基米德螺旋输送原理优化铲斗排布角度，同时调整铲刃切入角，让切削过程中刃口与表壤的接触应力保持在稳定区间，既降低回转驱动所需的扭矩，也能减少硬质颗粒对刃口的冲击磨损。结构的安装边界与尺寸参数完全适配小型移动探测平台的搭载要求，整体最大回转直径控制在440mm，轴向长度360mm，中心设置标准安装轴孔，可直接与采样臂的回转驱动输出端对接，安装法兰的孔位排布匹配常规航天级回转驱动的接口尺寸，无需额外设计转接结构即可完成装配，滚筒整体自重控制在4.81kg，不会给移动平台带来过大的负载压力，适配深空探测设备对载荷重量的严苛要求。

　　材质选用上匹配航天作业的极端环境耐受要求，采用6061铝合金作为基体材料，兼顾结构强度与轻量化需求，成型工艺适配增材制造路径，整体结构无需拼接装配即可一次成型，避免焊接、拼接带来的结构应力集中问题，能适应星表大幅温差、高辐射的极端工作环境。作业性能层面，优化后的结构在模拟低重力环境作业时，单循环作业的容腔填充率可达76%以上，单次回转即可完成29L以上的表壤采集，配合35rpm的作业转速，可在148秒左右完成单筒满料采集，作业过程中滚筒的切削反作用力可通过自身螺旋结构的导料动作抵消大部分，不会对搭载平台的行走稳定性造成明显冲击，无需额外设置支撑固定结构即可完成采样作业。滚筒内部的容腔设计做了流线型优化，没有物料滞留的死角，

　　采集到的表壤可通过尾部的出料结构顺畅排出，既可以用于样本封装存储，也可以直接送入原位资源处理设备完成水冰提取、矿物分选等后续作业，铲刃部分做了加厚耐磨处理，可应对星表表层可能存在的硬质岩屑磨损，延长部件的在轨使用寿命。结构的中空设计还预留了传感器安装位，可在滚筒内部加装物料称重、成分检测的传感模块，在采集过程中实时完成样本的初步检测，无需将样本全部送入检测舱即可完成初步筛查，提升采样作业的效率。