中国“一臂之力”惊艳太空(筑梦“太空之家”——中国空间站建设记⑧)(3)

光山新闻网 采集侠 2021-07-22 05:29:07
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  作为一项集多种尖端技术的高端航天装备,天和机械臂当然不是横空出世,而是中国航天科技工作者多年奋斗的结晶。据中国空间技术研究院高级工程师李大明等曾撰文介绍,从2007年起,该院总体部就全面启动了空间站机械臂的研发工作,先后研制了空间站机械臂原理样机和工程样机并开展了大量技术验证工作。

  2013年7月,中国成功发射的试验七号卫星装备了一款空间机械臂。该机械臂由哈尔滨工业大学在国家“863”计划支持下研制。据哈尔滨工业大学机电工程学院教授刘宏介绍,该机械臂由6个完全相同的机电集成式空间智能旋转关节构成,实现了在轨捕获等关键技术突破,获得了重要试验数据。2016年9月发射的天宫二号空间搭载了机械臂、机械手、手眼相机、控制器、全局相机、模拟维修单机等设备,在之后与神舟十一号形成组合体飞行期间,天宫二号成功完成了机械臂操作终端的人机协同在轨维修技术试验任务,圆满完成了在轨辨识、招手、抓小球测试试验,并针对一台单机的维修任务,成功实现旋拧电连接器、旋拧螺钉维修试验项目等,为中国后续空间站机械臂的研制和应用积累经验和在轨数据。

  在上述实践的基础上,相关科研团队继续在关键技术、原材料选用、制造工艺、适应空间站环境的长寿命设计等方面实现突破和创新,并实现了核心零部件国产化,终于造就了中国空间站大力神臂。

  

  中外空间站机械臂比较(链接)

  国际上,最具代表性的空间站舱外机械臂是由加拿大和 NASA 联合研制的舱外移动服务系统,主要包括一个大型遥操作臂系统(SSRMS)(长17.6米、7个自由度)、一个特殊用途的灵巧操作臂(SPDM)(长3.5米、15个自由度)以及移动基座。该系统初始安装在“国际空间站”的美国舱段上。

  “国际空间站”还配备了两个大型空间舱外机器人系统分布安装在俄罗斯舱和日本舱,即欧洲航天局研制的欧洲机械臂(ERA)(长11.3米,7个自由度)和日本研制的实验舱机械臂系统(JEMRMS)(长9.9米,6个自由度,末端安装一个2米长的6个自由度小型灵巧机械臂)。 

  中国空间站核心舱机械臂具有7个自由度,臂长10.2米。综合对比可知,中国空间站核心舱机械臂各项指标均与国际先进水平相当,其中承载能力、精度和速度等关键指标处于国际领先水平。

  摘自《空间站机械臂关键技术研究》(李大明等)

(责编:赵欣悦、白宇)