单臂式反向旋转滚筒挖掘采集装置

　　该装置面向星表表层松散介质采集作业场景设计，核心解决传统双臂式采集机构结构冗余、整体重量偏大、作业时反作用力易传递至搭载平台引发姿态偏移的工程痛点，适配小型星表巡视器的搭载作业需求，也可经参数调整后应用于地面松散颗粒物料的浅层采集、取样工况。整套作业机构采用单臂挂载的布局逻辑，核心作业单元为两组带螺旋形勺的反向旋转滚筒，两组滚筒转动方向相反，作业过程中滚筒与接触面产生的反作用力可在机构内部相互抵消，不会将额外的倾覆力矩、振动载荷传递至搭载的机械臂末端与移动平台，无需额外配置配重或姿态稳定结构即可保障作业过程的平台稳定性，大幅简化了搭载端的结构设计要求。

　　结构设计层面，摒弃了传统采集滚筒内部的挡料板结构，每个滚筒仅配置单个长螺旋形勺，既减少了内部结构的物料卡滞风险，也降低了整体结构重量，为补偿单螺旋勺带来的单次装载容积下降，可通过放大滚筒直径的方式匹配采集效率需求。整套机构的主体承载结构采用碳纤维材质加工成型，勺刃部位采用铝制构件，兼顾结构强度与轻量化要求；在每个半轴末端配置钢制弹簧组件实现整体封装，同时预加载旋转反转限位结构，避免作业过程中滚筒出现过位转动；所有存在相对滑动、易产生磨损的接触面均涂覆水基减摩涂层，降低真空、低重力环境下的摩擦损耗与冷焊风险。

　　作业执行逻辑上，通过向两侧输入轴施加反向扭矩，带动两组滚筒反向转动，螺旋形勺随滚筒转动切入表层松散介质，将物料舀取至滚筒容腔内，随着滚筒持续转动，相对旋转的反转机构将扭矩传递至输出端，带动容腔内的物料向输送通道转移，完成物料的装载过程；运输状态下需调整滚筒角度使勺口朝上，避免容腔内物料溢出，卸载过程与装载过程的扭矩输入方向相反，即可将容腔内物料平稳排出。

　　尺寸与安装边界方面，整套采集机构总长度控制在450mm以内，最大直径340mm，由两个直径170mm的滚筒对称布置组成，单组作业单元可实现的最大表土采集深度为32mm，单次理论采集容积为16x2升，包含两组滚筒及所有辅助安装、传动构件在内的整体重量控制在4kg以内，适配小型机械臂的末端负载能力，安装接口采用标准化的法兰连接形式，可快速适配不同搭载平台的末端安装需求，无需对搭载臂进行额外的结构改造。该结构的核心优势在于通过内部反力平衡大幅降低了作业过程对搭载平台的稳定性要求，单臂配置的形式相比传统双臂结构减少了一套臂架驱动与传动组件，进一步降低了整套采集系统的重量与控制复杂度，适配对重量、功耗要求严苛的地外天体表层采样任务场景，也可在地面小型无人作业设备上推广应用，完成松散颗粒、粉状物料的浅层采集、转运作业。