月球风化层电磁捕获采样滚筒结构设计

　　该结构针对地外天体表层风化层原位采样需求开发，核心依托铁磁性颗粒在电磁场中的受力特性实现物料捕获，适配低重力、无大气天体表面的松散月壤采集作业场景，可搭载于行星表面巡视器前端采样臂末端，替代传统挖斗式采样机构在高含铁量风化层区域的作业功能，大幅降低采样动作的机构复杂度与能耗水平。整体采用同轴回转式布局，核心回转滚筒外径适配巡视器采样端的标准安装接口，轴向总长度控制在单采样臂末端负载允许的尺寸边界内，两端设置对称的定位凸耳作为安装基准，凸耳上预留的销孔可直接与采样驱动轴对接，无需额外设计转接法兰，安装时仅需保证滚筒轴线与采样臂回转轴线平行，即可完成整机装配。滚筒周向均匀分布多组独立储料仓，每个储料仓沿滚筒径向开设进料开口，

　　仓体内壁贴覆高磁导率导磁衬层，衬层与端盖位置的电磁铁紧密贴合，当电磁铁通电时，磁力线沿导磁衬层均匀覆盖整个储料仓的进料端面，在进料口外形成连续的磁场捕获区域，可将接触范围内粒径1mm以下的铁磁性风化层颗粒吸附至进料口位置，配合滚筒低速回转动作，将吸附的颗粒刮入储料仓内部完成收集。端盖位置的电磁铁采用模块化嵌装设计，单组电磁铁损坏时可单独拆卸更换，无需拆解整个滚筒结构，电磁铁的供电线路沿滚筒中心的中空轴孔布设，避免回转过程中线路缠绕剐蹭。每个储料仓内部设置简易的压实凸棱，随着滚筒回转，进入仓内的颗粒在自身惯性与凸棱的导向作用下向仓体深处移动，逐步堆积压实，提升单仓的有效储料容积，减少采样过程中颗粒的溢散。作业过程中，

　　采样臂带动滚筒贴附风化层表面以恒定低速回转，电磁铁同步保持通电状态，磁场持续吸附表层高铁含量风化层颗粒，随着滚筒转动，被吸附的颗粒经过进料口位置时被仓壁刮入储料仓内，逐步完成多仓的物料填充；当储料仓装满需要卸料时，仅需切断电磁铁供电，磁场消失后颗粒失去吸附力，控制滚筒反向回转即可依靠重力与离心力将仓内物料全部卸出至样品存储容器内，整个采样与卸料过程无需额外设置开闭料门的驱动机构，仅通过通断电与滚筒正反转即可完成全流程动作，机构运动部件数量较传统挖斗结构减少60%以上，大幅提升地外作业的可靠性。结构设计阶段针对磁场分布做了针对性优化，导磁衬层的厚度经过多轮仿真迭代，既保证磁场在进料口位置的覆盖范围最大化，

　　又避免磁力线过度向外扩散吸附非目标区域的大粒径岩块，同时控制电磁铁的工作功率在巡视器供电系统的负载范围内，不会对其他机载设备的供电造成冲击。滚筒外筒采用高强度低密度的非导磁合金材料加工，避免干扰内部磁场分布，同时降低整体结构重量，两端的安装凸耳与外筒采用一体化加工成型，减少连接部件的数量，提升整体结构的抗冲击性能，可适应行星表面着陆、行进过程中的振动与冲击载荷，不会出现结构变形或连接松动的问题。