月表采样RASSOR桶形锯齿滚筒结构设计

　　这款桶形锯齿滚筒是面向地外天体表层采样作业开发的核心执行部件，主要适配星表巡视器搭载的采样系统，在低重力、高真空、极端温差的星表环境下完成表层风化层样本的采集、暂存与传输作业，可直接对接星上样品传导链路，将采集到的风化层样本输送至后续分析或封装单元，同时兼顾采样过程中的车体姿态平衡控制，避免采样作业时反作用力造成巡视器滑移或倾翻。

　　设计初期针对星表采样作业的漏采痛点，摒弃了传统直刃铲斗的取样逻辑，采用锯齿形啮合叶片的排布方案，相邻叶片的作业范围完全相互覆盖，滚筒滚动切削过程中不会出现采样盲区，不会遗漏任何作业路径上的新鲜取样样本，即便单块刀片出现磨损或断裂，也可单独更换对应刀片，无需整体报废滚筒主体，大幅降低地外作业的备件成本与更换难度。滚筒主体采用铝5356合金加工成型，该材料与卫星结构常用的铝1100合金力学性能、加工适配性相近，具备优异的比强度与低温稳定性，能够适应星表昼夜大温差环境下的结构稳定性要求；切削叶片选用黄铜材质，利用黄铜自身的韧性与自润滑特性，避免在星表极端低温环境下出现脆性断裂、冷焊粘连，同时黄铜的热膨胀系数与主体材料匹配度经过校核，不会因温差变形导致叶片卡滞或连接失效，所有叶片结构均经过有限元仿真校核，验证了切削受力、温差形变下的结构强度满足作业要求。

　　整个滚筒的零部件均适配多轴数控铣削与增材制造两种加工工艺，既可以地面机加工后随探测器发射，也可支持未来星上原位制造的备件替换需求，整体装配完成后的总质量控制在4.976公斤，不会给巡视器带来过大的负载压力。连接结构上，叶片通过4个钢螺钉固定在桶鼓上，连接点位经过受力优化，可承受切削月壤时的冲击载荷，不会出现松脱移位。滚筒单次作业可捕获的风化层体积接近25.078升，所用采样勺结构的总宽度为125毫米，该尺寸经过采样路径仿真验证，可匹配巡视器行进速度下的连续采样效率，不会出现采样过深导致行进阻力过大，或是采样过浅导致样本采集量不足的问题。

　　结构重心经过精准配平设计，重心坐标经过多轮迭代调整，最终匹配平衡控制器的控制阈值，在滚筒滚动采样过程中不会产生额外的偏心力矩，既可以保证采样作业时的车体姿态稳定，也能降低平衡控制器的调节功耗，多余的力矩控制余量可分配给样品传导系统，保证采集到的样本能够顺畅从滚筒内部输送至后续存储单元，不会出现样本卡滞在滚筒内部的情况。滚筒的锯齿形刃口经过角度优化，切削星表风化层时的切入角可有效降低切削阻力，在低重力环境下无需过大的下压力即可切入风化层，减少对巡视器配重的要求，同时锯齿形结构在滚动过程中可将大块风化岩屑挤碎，避免大尺寸岩屑卡入叶片间隙造成机构卡滞。整体安装接口采用标准化的快拆结构，可快速对接采样臂的输出法兰，安装边界经过公差校核，可适配现有巡视器采样臂的安装尺寸，无需对采样臂结构进行额外改造即可直接换装使用。