蘇聯空間站機械臂（太空出差三人組）

2023-10-04 03:25:24

今天中午13時30分許，「太空出差三人組」 —— 聶海勝、劉伯明、湯洪波三位太空人安全返回地球。

在神州十二號載人飛船飛行期間的兩次出艙任務中，未來感十足的「機械大力神臂」更是吸足了眼球。

它就是中國空間站機械臂，是目前我國智能化程度最高、製造難度最大也是最複雜的空間智能製造系統。

主體結構由兩根臂杆組成，展開長度 10.2 m，重約 700 kg。採用7自由度結構，肩部3個自由度，肘部1個自由度和腕部3個自由度。

它有什麼絕活呢？來！一起探個究竟！

7自由度，最似人手

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普通的機械臂大多是6自由度結構。隨著構型變換，看似靈活，卻無法做到末端機構軌跡「精準」。

而空間站機械臂採用7自由度結構，這樣的機械臂更靈巧、精準，最完美地模仿了人手的機能。

眼見為實↓↓↓

Round 1

6自由度結構

我撞

7自由度結構

避讓

Round 2

6自由度結構

我卡

7自由度結構

流暢

計量小科普

保證機械臂動作精準，需對其「位姿特性」進行檢測。

就特性中比較重要的重複性指標來說，目前，國際先進工業機械臂的位姿重複性接近 0.04 mm。

爬行，自由自在

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空間站機械臂的這種結構還實現了一個重要功能，就是在空間站艙段上自由爬行！

一舉解決了總臂長 10.2 m 對於操作範圍的限制。

科學家們將中國傳統智慧木工工藝中的榫卯結構融入現代科技，「肩3 肘1 腕3」的關節配置，使得肩部和腕部關節配置相同，兩端活動功能一樣。這樣，通過末端執行器與目標適配器對接或分離，並配合各關節聯合運動，空間站機械臂自由地「爬」了起來。

小馬拉大車

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我們的太空機械臂自重 738 kg，卻能帶動25t的載荷，相當於一頭駝鹿拉動一臺重型大巴車。

雖然，太空失重環境下，一個很小的力即可推動物體。但是，推拉中物體的速度和慣性仍會隨其質量增大而增大，所需的承載能力也越大。

因此，承載 25t，說明我國在高精度伺服控制技術等方面實現了巨大突破。

目前，25t的承載能力已遠超歐洲和日本的空間站機械臂，僅次於國際空間站上的加拿大臂2號。

計量小科普

在這裡，載荷的單位是噸（t）。

噸，雖然不是國際單位制單位，但可是我國的法定計量單位喲。

1t = 1000kg

智能、精準、靈巧

空間站的機械臂

凝聚著我國科研人員的心血和汗水

體現了我國強大的製造技術綜合實力

供稿：市計測院