月球表层风化层原位采样收集装置结构

　　该装置面向地外天体表层月壤采样任务场景设计，适配钻机集成搭载需求，核心功能是在钻探作业过程中完成钻取月壤样品的原位收集，替代传统拾取-放置的多步采样流程，从作业链路层面减少动作环节，降低探测任务中的功耗消耗与系统复杂度，同时缩减整体作业流程的运营成本。从结构布局来看，整体采用圆柱型主体作为收集容腔，容腔侧壁设置透明可视段，可直观观测内部样品填充状态，容腔内部设置带导流孔的螺旋导料结构，钻取过程中被钻头破碎的风化层颗粒可沿导料结构的螺旋面逐步抬升进入容腔内部，导流孔的设计可在导料过程中筛除粒径超出设计阈值的大块岩屑，避免卡滞同时保证收集样品的粒径符合后续分析要求。装置顶部设置立式挡料板结构，与底部的承料托板形成上下限位的导料通道，

　　钻具抬升过程中带出的样品可沿挡料板引导直接落入容腔，避免样品洒落至外部空间造成采样量不足的问题。安装边界方面，整体圆柱容腔的外径适配常规星载钻探设备的搭载接口尺寸，轴向长度可根据钻探深度需求做模块化调整，侧向突出的挡料板结构厚度控制在最小安装间隙范围内，不会与钻具的进给运动轨迹产生干涉，底部承料托板采用耐磨硬质材料设计，可承受钻具下放过程中的剐蹭与冲击，长期作业不会出现磨损变形导致的漏料问题。设计过程中充分考虑深空探测的极端工况，整体结构无复杂的电控驱动部件，依靠钻具的进给运动即可完成样品收集的全流程动作，无需额外配置驱动源，进一步降低了系统的重量与故障概率，容腔的密封结构可在样品收集完成后实现闭合，

　　避免样品在返回过程中出现洒落或者被外部环境污染的问题。不同于传统的采样抓取结构，该收集装置直接集成在钻具的作业路径上，钻进取样的同步即可完成样品的收纳，省去了单独的样品转移步骤，对于地外探测任务中有限的作业时间与功耗预算而言，可大幅提升单次作业的采样效率，同时结构中无冗余的传动部件，整体可靠性更高，可适应月球表面高低温交变、高真空、低重力的极端作业环境。内部导料结构的螺旋升角经过反复校核，适配低重力环境下月壤颗粒的流动特性，可保证颗粒在低重力条件下仍能沿螺旋面顺利滑入容腔底部，不会出现浮尘飘散无法有效收集的问题，侧壁的可视段采用高强度透明耐辐照材料，既可以实现填充状态的可视化观测，也可抵御宇宙射线辐照与微陨石冲击，

　　不会在任务周期内出现透明度下降或者开裂破损的问题。整体结构的连接部位均采用快拆接口设计，可根据不同的采样任务需求快速更换不同容积的容腔模块，适配不同深度、不同采样量的任务要求，安装时仅需与钻具的固定支架做径向定位即可完成装配，无需复杂的调校步骤，可大幅降低地面总装与在轨维护的操作难度。