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機(jī)械臂 長10米僅次于美國：中國空間站機(jī)械臂能爬行，創(chuàng)新設(shè)計(jì)讓網(wǎng)友驚嘆

機(jī)械臂 長10米僅次于美國：中國空間站機(jī)械臂能爬行，創(chuàng)新設(shè)計(jì)讓網(wǎng)友驚嘆
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5月18日中國載人航天工程辦公室透露，空間站天和核心艙近日先后完成交會(huì)對(duì)接、航天員駐留、機(jī)械臂等平臺(tái)功能測試，以及空間應(yīng)用項(xiàng)目設(shè)備在軌性能檢查，各項(xiàng)功能正常、運(yùn)行狀態(tài)良好，已進(jìn)入交會(huì)對(duì)接軌道，后續(xù)將繼續(xù)開展與天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船交會(huì)對(duì)接的準(zhǔn)備工作。特別是隨后中國空間技術(shù)研究院還特別公布了視頻，展示了中國空間站的機(jī)械臂一些神奇功能，讓網(wǎng)友紛紛點(diǎn)贊！
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在這集名為太空炫舞中國臂的視頻中，展示了中國空間站機(jī)械臂具備的艙外狀態(tài)監(jiān)視、轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)艙建造空間站、轉(zhuǎn)移貨運(yùn)飛船載荷、輔助航天員出艙活動(dòng)、輔助航天員艙外修理、空間站外表破損檢查、與實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂組合、空間站表面爬行轉(zhuǎn)移、監(jiān)視外部航天器等多種功能，堪稱是我們中國在外太空的多面手。特別是機(jī)械臂組合、艙外爬行等功能，讓網(wǎng)友感到十分驚艷，感覺就是一種太空變形金剛。
機(jī)械臂 長10米僅次于美國：中國空間站機(jī)械臂能爬行，創(chuàng)新設(shè)計(jì)讓網(wǎng)友驚嘆
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實(shí)際我們國家為了空間站工程的建造，從2007年開始就全面啟動(dòng)了空間站機(jī)械臂的研發(fā)工作，而當(dāng)時(shí)國際空間站的“加拿大臂2”型空間站機(jī)械臂，已經(jīng)服役了6年。而更早的美國航天飛機(jī)使用的加拿大臂-1型機(jī)械臂的研制，更要追溯到上世紀(jì)80年代，因此從起點(diǎn)來說，我國和西方有著巨大的差距，而背后是中國和發(fā)達(dá)國家在在機(jī)、電、控、動(dòng)力學(xué)、仿真等各個(gè)空間機(jī)器人專業(yè)方向的巨大差距。
在經(jīng)過10多年的積淀和發(fā)展后，可以說我國的空間站機(jī)械臂工作，已經(jīng)逐漸達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，僅次于美國在國際空間站使用的“加拿大臂2”型機(jī)械臂，而領(lǐng)先于歐洲在俄羅斯艙安裝的歐洲機(jī)械臂和日本在日本艙段安裝的日本機(jī)械臂。
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例如我國的機(jī)械臂長度為10.2米，與問天實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂組合后長度能達(dá)到15米，僅次于美國的17.6米，遠(yuǎn)大于歐洲的11.3米和日本的9.9米，而在承載能力上，中國機(jī)械臂能承載25噸重量，小于美國的116噸，但遠(yuǎn)大于歐洲的8噸和日本的7噸。這證明我國已經(jīng)在高精度伺服控制技術(shù)、核心機(jī)構(gòu)部件設(shè)計(jì)技術(shù)、柔性動(dòng)力學(xué)建模與分析技術(shù)、目標(biāo)識(shí)別與測量技術(shù)等方面都實(shí)現(xiàn)了巨大的突破。嚴(yán)格意義上說，美國現(xiàn)在棄用加拿大臂如果自己來研制，也未必能有多高的水平。
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【 機(jī)械臂|長10米僅次于美國：中國空間站機(jī)械臂能爬行，創(chuàng)新設(shè)計(jì)讓網(wǎng)友驚嘆】而網(wǎng)友大呼過癮的機(jī)械臂組合技術(shù)，由于核心艙機(jī)械臂與實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂的直徑不同，就需要設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)接連接件，而且核心艙機(jī)械臂設(shè)計(jì)有實(shí)驗(yàn)艙機(jī)械臂所需的測控接口及信息接口，在兩臂組合時(shí)就能實(shí)現(xiàn)電氣連接。要實(shí)現(xiàn)空間自動(dòng)電器連接，首先應(yīng)保證被連接物之間的高精度對(duì)接。機(jī)械臂的視覺相機(jī)必須實(shí)現(xiàn)視場范圍內(nèi)已知尺寸、形狀、分布和數(shù)量等信息的視覺標(biāo)記快速、可靠的檢測和連續(xù)跟蹤，并實(shí)時(shí)連續(xù)輸出相對(duì)位置信息。
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而更神奇的艙外爬行技術(shù)，實(shí)際美國使用的加拿大臂2型機(jī)械臂已經(jīng)具備艙外爬行的功能，但存在兩個(gè)問題。首先國際空間站是多國聯(lián)合制造，艙段各不相同，俄羅斯和日本還都使用了歐洲機(jī)械臂和日本機(jī)械臂，根本也沒有預(yù)留讓美國機(jī)械臂爬行的接口，因此美國的機(jī)械臂只能在美國制造的艙段上活動(dòng)，實(shí)際并不能達(dá)到爬行的目的，而且也很少進(jìn)行爬行工作。
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另外美國機(jī)械臂盡管能夠爬行，但是當(dāng)它移動(dòng)到新的“錨點(diǎn)”，只能夠獲得數(shù)據(jù)連接和視頻信號(hào)連接，此外就是基本的運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力，因此美國的機(jī)械臂只能爬行觀察情況，但不具備載荷抓握的能力，而我國的機(jī)械臂和艙外錨點(diǎn)則進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)，使得機(jī)械臂在移動(dòng)后也具備了載荷抓握的能力。這就意味著我國空間站機(jī)械臂可工作的范圍極大擴(kuò)展。實(shí)際這種更為全面的機(jī)械臂爬行功能，也是美國在未來探月的星門空間站所要實(shí)現(xiàn)的功能。
我國通過空間站機(jī)械臂的研制，實(shí)現(xiàn)了空間機(jī)器人產(chǎn)品的全流程研制，培養(yǎng)了一大批人才，實(shí)現(xiàn)了空間機(jī)器人系統(tǒng)研制體系的全方位構(gòu)建。不但能夠滿足空間站機(jī)械臂的使用，而且還應(yīng)用到月球探測采樣機(jī)械臂、火星車移動(dòng)系統(tǒng)等空間機(jī)器人系統(tǒng)研制需求，同時(shí)這些技術(shù)還可滿足外骨骼機(jī)器人等軍民融合方面的應(yīng)用拓展。

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