NASA Rassor鼓筒式取料回转承载结构

　　该结构面向地外天体表层风化层采样作业场景开发，核心适配低重力、无大气环境下的无人自主采样作业需求，可直接集成在行星表面巡视器的采样作业端，替代传统多关节机械臂末端的复杂取料执行器，减少作业环节的动作冗余，提升采样过程的可靠性。整套结构以双列滚柱轴承作为核心承载回转副，轴承外圈直接与周向均布的铲斗结构刚性连接，省去了额外的铲斗安装转接法兰，在有限的径向尺寸内最大化铲斗的有效容积，同时降低整体结构的重量占比，适配深空探测任务对载荷重量的严苛约束。轴承内圈与采样储料容器的端部刚性固连，连接面采用止口定位配合，保证回转过程中内圈与容器的同轴度误差控制在允许范围内，避免回转过程中出现卡滞或额外的磨损损耗。

　　储料容器顶部开设与铲斗回转轨迹匹配的落料孔，当外圈带动铲斗向采样推进方向回转时，铲斗刃口切入表层风化层物料，随回转动作将铲取的物料抬升至顶部落料孔位置，物料在重力作用下直接落入内部储料腔，无需额外的物料推送或转运动作，在低重力环境下依靠结构本身的回转轨迹即可完成物料的装填作业。当铲斗完成额定容积的物料采集后，外圈反向回转即可停止取料动作，此时集成在结构上的止动钩件随外圈同步回转，当储料容器随外圈共同回转180度后，止动钩与内圈侧的限位结构卡合，锁定容器与外圈的相对位置，此时储料腔的开口朝向下方，腔体内储存的风化层物料可在重力作用下自行下落排出，完成样品的转移或卸料作业，整个卸料过程无需额外的驱动元件执行开盖或翻转动作，

　　仅依靠主回转驱动的正反转即可完成全部取料、储料、卸料流程。结构整体采用圆柱筒式外形，径向尺寸与安装端的巡视器作业臂接口完全匹配，轴向安装边界预留了与驱动电机输出轴连接的键槽定位面，可直接与标准回转驱动输出端对接，无需额外设计定制转接结构。周向铲斗的刃口角度经过优化，在切入密实风化层时可有效降低切削阻力，避免低重力环境下作业反力导致巡视器姿态偏移；滚柱轴承的滚道与滚动体采用适配真空环境的固体润滑设计，无需液态润滑介质即可保证长期回转过程中的磨损量在设计寿命允许范围内，同时避免润滑介质挥发对天体样品造成污染。结构的周向护板采用一体化冲压成型结构，既对内部滚动体形成防护，避免表层细颗粒风化层进入轴承滚道造成卡滞，

　　同时作为铲斗的侧向支撑结构，提升铲斗在切入硬质地层时的结构刚度，避免铲斗受侧向力出现变形。整套结构的所有运动部件均无外露的线缆或易脱落连接件，可适应地外天体表面的极端温差环境，不会因温度交变出现连接件松动或运动间隙超差的问题，在地面模拟试验中，该结构可在模拟月壤、模拟火星壤环境下连续完成上千次取料卸料循环，无卡滞、无异常磨损，取料效率较传统夹取式采样头提升40%以上，整体重量较同容积的传统采样结构降低27%，可适配不同规格的行星巡视器采样任务需求，也可经过适应性改进后应用于地面极端环境下的散料自动采样作业场景，比如高粉尘、高辐射环境下的无人物料采集转运。