中国空间站机械臂有哪些亮点?主任设计师详解

【解说】9月10日至13日,2021世界机器人大会在北京举行,在大会博览会上,最耀眼的明星当属中国空间技术研究院展出的空间站机械臂了。

【解说】据介绍,这款空间站机械臂重约738公斤,最大负载25吨,是中国空间站机械臂的“同胞哥哥”——地面初样产品,二者在外形和功能上相同。此前,正样产品已经在太空协助航天员圆满完成两次出舱任务,是中国空间站工程的关键设备。

【同期】中国空间站机械臂主任设计师 王友渔

我们相当于在航天员出舱活动中扮演的角色相当于一个运输工具,或者说云梯的功能。

【解说】相对于地面的机器人,空间站机械臂对环境的适应性更强,主动与被动相结合的热控方案,让它能够在极端高低温范围内正常工作。

【同期】中国空间站机械臂主任设计师 王友渔

为了克服空间环境温度带来的影响,我们设计了一套主动跟被动相结合的热控控制方案,外面包覆的就是它的热控多层,它里面还有一系列的热管流体回路等,通过这些来实现整个热的平衡。

【解说】除了要克服环境因素,在太空完成这些高难度任务需要机械臂能够自由运动,为此,空间站机械臂设计了七个关节、两处末端执行器,工作时,通过与小机械臂组合最长“臂展”可达15米左右,必要时还可爬行。

【同期】中国空间站机械臂主任设计师 王友渔

相对于国际的机器人,大部分机器人是不能爬行的,偶尔少数能爬行的,也是很少爬行,因为这里面面临很多技术困难,这里面有长时间的空间环境效应,它在爬行的时候,它爬行的口会暴露在太空中,超过一定时间之后,它就会面临老化和退化因素,为了保护这些口,我们可能会设计一个自动闭合装置,这就增加了机械臂爬行的困难,它首先要把闭合装置打开,然后再进行爬行。

【解说】别看机械臂“体格大”,在空间站也能做出“细活”,据目前工作状况验证,它的精度能达到20毫米以内。

【同期】中国空间站机械臂主任设计师 王友渔

携带航天员出舱的时候,我们要求的精度也是非常高,现在目前在轨携带航天员出舱活动,我们达到的精度已经远远超过了国际空间站的机械臂,在辅助航天员出舱的时候,我们通过相机还有第三方测量,预测它的精度能达到20毫米以下,特殊任务的话可能精度还更高。

【解说】为了确保航天员安全,设计单位在机械臂上安装了多个扶手以及用于故障监测的传感器。

【同期】中国空间站机械臂主任设计师 王友渔

一旦它监测到温度超标,或者是位置不满足要求的时候,我们就会通过修正的方式来克服这个困难。当然目前已经在轨运行4个月的时间,没有出现过故障,当然我们这个就是为了以防万一。

【解说】王友渔介绍,该空间站机械臂设计使用寿命10年,经过航天员的出舱维修,最长使用寿命可达15年。

记者 刘超 北京报道

来源: 中国新闻网