小鹅卵石采样耙具结构设计

　　该耙具主要应用于地外天体表层小粒径鹅卵石样本采集作业，也可适配野外地质勘探、河床砾石分层采样等场景，核心作用是在松散覆盖层中完成目标粒径颗粒的快速筛分与收集，避免细小泥土、粉砂混入样本，同时保证目标颗粒不会在拖拽过程中脱落。从功能实现逻辑来看，耙体采用框架式中空结构，整体为矩形框体承载结构，工作面排布等间距的尖齿结构，尖齿间距严格控制在1厘米，这个尺寸是经过采样粒径需求反复校核确定的：当耙体被拖拽穿过泥土、砾石混合层时，粒径小于1厘米的细颗粒、泥土会在拖拽后的摇晃动作中从齿缝自然掉落，粒径大于1厘米的目标鹅卵石则被拦截在耙体框内，待筛分完成后可直接将框内留存的颗粒倾倒进样本袋，完成一次采样动作，无需额外人工分拣，能大幅降低采样作业的操作复杂度，尤其适合航天采样任务中操作空间有限、动作流程要求精简的作业环境。

　　设计思路上优先考虑了作业过程的结构可靠性与筛分效率，耙体的齿形采用斜向排布的棱条状结构，而非传统直齿，这种设计一方面能在拖拽过程中减少刺入土层的阻力，避免齿间被大粒径石块卡滞，另一方面斜向齿面在摇晃筛分时能引导细颗粒更快从齿缝滑落，减少细颗粒残留。框体的侧边采用封闭挡板结构，高度经过匹配计算，既保证拖拽过程中拦截的砾石不会从侧边溢出，又不会因为框体过高增加不必要的结构重量，适配航天载荷的重量控制要求。齿部与框体采用一体化成型的结构逻辑，避免装配缝隙导致的细颗粒卡塞，也提升了整体结构强度，能承受拖拽过程中砾石、土层带来的冲击载荷，不会出现齿部变形、间距变化导致的筛分失效问题。

　　从安装边界与外形尺寸适配来看，该耙体的接口端预留了标准的机械臂安装连接位，可直接适配采样机械臂的末端执行器接口，不需要额外设计转接结构，整体外形的长宽高比例经过优化，在保证单次采样收集量满足样本容量要求的前提下，尽可能缩小了整体轮廓尺寸，避免在采样作业过程中与周边探测设备、星体表面凸起岩石发生干涉。齿部的尖端做了小圆弧钝化处理，既保证能顺利刺入松散土层，又不会因为尖端过于锋利在操作过程中刮蹭到采样设备的其他部件，或是在样本倾倒时划破样本袋。实际作业过程中，该耙具的作业流程非常简洁：机械臂带动耙体以固定角度刺入表层覆盖层，沿水平方向拖拽设定距离后抬起，完成小幅高频摇晃动作实现细颗粒筛分，之后转动耙体将框内留存的目标颗粒倒入样本容器，整个动作流程不需要复杂的辅助机构配合，仅靠耙体本身的结构设计就能完成筛分收集的全部功能，大幅降低了采样系统的复杂度，提升了作业可靠性。针对野外地质勘探场景的适配性，该结构也可通过更换连接接口适配人工手持操作杆，齿部间距可根据不同采样粒径需求做等比例调整，框架结构的轻量化设计也能降低野外作业的携带负担，筛分收集一体化的功能也能减少野外作业的工具携带数量，提升采样作业效率。