逐梦网 本次为大家分享是的中国空间站机械臂到底有多牛?捕获外来飞行器,动作太帅了


网上曾经流传一个搞笑动图,航天员出舱活动结果忘带钥匙。

  

  现实中当然不会这样,因为出舱活动肯定是多人协作,比如我们中国的航天员曾经这样短暂出舱,中国人迈出了太空第一步。

  

  这样的短暂出舱大家总觉得不过瘾,一是时间短,二是距离短,三是形式简单。如果我们换个出舱方式,瞬间高大上起来,比如下面这样:

  

  这是什么神器?它就是中国空间站天和核心舱携带的空间大型机械臂。天和核心舱作为空间站组合体的“中枢系统”,拥有众多强大的功能,而能力堪比“变形金刚”的空间站机械臂,更让核心舱如虎添翼。具体展开前,除了辅助航天员出舱活动,我们先了解一下这个机械臂还能干什么?

  舱表爬行转移

  

  这个核心舱机械臂的设计灵感来自于蠕虫爬行,绝对是脑洞大开,用类似于木工常用的榫卯结构,就可以和空间站外侧预留的对接点(专业术语叫适配器)实现对接和分离,实现了舱体外爬行功能,这样就能在空间站各舱体外表面活动范围大大增加,别人没有,我们独此一份。因为目前在轨运行的国际空间站虽然有多个机械臂,但都是固定的。

  

  空间站外预留机械臂对接点

  监视来访飞行器

  

  俗话说朋友来了除了有好酒,还要远接近迎,利用机械臂上高高仰起的头(专业术语末端执行器)远远地看着朋友到哪了,是不是够尊重。

  捕获来访飞行器

  

  朋友来了,握个手,嘘寒问暖:你咋才来呢!想死你了。

  捕获悬停飞行器

  

  当然了,这必须是一双能握在一起的手,不是自己人也没法握在一起。

  舱外状态监视

  

  工作之余,伸伸懒腰,看看舱外的远处的太空风景,也不错嘛。

  空间站舱表状态检查

  

  有时也给自己做个外科检查,确保身体棒棒哒,才能以更健康的体魄在岗高效工作。

  转位实验舱开展空间站建造任务

  

  

  等后面梦天和问天实验舱来了,帮着迎进家门,安顿好自己人,全靠这副灵巧有力的臂膀了。

  转移货运飞船载荷

  

  精细活要干,重活累活也能扛得住,从家里带来的大包小包,我主动上手,帮着忙里忙外。

  辅助航天员转移核心舱太阳翼

  

  后面换电池,咱也不能只看热闹,咱会配合航天员把这活干得漂漂亮亮的。

  核心舱机械臂与实验舱机械臂级联组合

  

  这透漏了一个重要消息,后面的实验舱也会带他们的“胳膊”来,到时咱们强强联合,把“手”伸得更长!哈哈。

  平时不忙时,我在哪儿发会呆呢?就在天和核心舱的小柱段外面,我静静地休息,谁也不打扰,做一只安静的“胳膊”。

  

  

  近日有天文摄影师拍摄到了正在近地轨道运行的天和核心舱,照片中可以看到空间站主机械臂,它原本安装在核心舱小柱段对地球一面,而在照片中它已经转移到了大柱段外表面,这是为什么呢?很简单呀,这说明机械臂已经“呆腻了”,还是活动一下身体吧。当然这是玩笑话,经查证,这是根据在轨关键技术验证安排,空间站机械臂在轨进行解锁展开及“爬行”测试任务。在飞控人员的密切监视和操控下,机械臂精准地实现了所有控制模式和预定动作,自基座位置缓缓展开,依次在天和核心舱上各目标适配器之间完成“爬行”切换,最后运动至常态构型存储。结果证明机械臂运动平稳、到位精准,爬行及状态切换正常,第一阶段在轨测试工作取得了圆满成功,就等着后面全力以赴,配合航天员认认真真地干活了。

  

  有了这样大型机械臂,我们可以大范围转移航天员,航天员在出舱活动就可以很方便到达作业点;如果来往飞行器靠近,用机械臂就能悬停捕获,帮助它们对接到空间站上来,进行维修、维护、补给等操作。而且,空间站上有许多区域,需要定期通过机械臂来进行状态检测和巡检。比如天舟二号货运飞船发射之前,用机械臂就可以提前对空间站对接口进行监测和评估,给地面提供精准参考。

  

  为这个灵巧而又硕大的胳膊注入“灵魂”的是航天五院一群风华正茂的八零后设计师们。为了铸就中国自己的“擎天巨臂”,自2012年正式立项来,他们十年风雨兼程,凭着不服输的劲头和必胜的自信与决心,从一份份文件、一张张图纸干起,到零件加工、部件组装、单机装配直至整臂装调,从原理样机、工程样机,到初样、正样,再到出厂、发射、在轨开展工作,研制之路困难重重,每一步都凝聚着心血......功夫不负有心人,最终空间站大型机械臂项目入选“中国智能制造十大科技进展”,“全部核心部件实现国产化,负载自重比、操控精度等指标达到世界领先水平”,是中国空间站组装建造、运营管理、维护服务和空间应用的核心装备,是辅助航天员工作的“最佳助理”。

  

  风华正茂的研发团队

  中电科21所为机械臂配套了七关节运动驱动组件和其它核心部件,而这项工作从2009年就先期开始了,历时10年,经历了模样、初样、初样鉴定件、正样四个阶段,完成了正样11个品种共上百台产品的交付,研制过程贯穿了整个载人航天三期任务,这套核心部件因此在2020年获得了国防科学技术进步二等奖。

  

  天和核心舱主机械臂进行地面试验

  这个牛气的中国空间站机械臂,是我国空间站工程的关键设备之一,全长10米,还能扩展到15米,寿命15年、负载能力25吨、末端定位精度45毫米。它是我国第一条大型、预备长期在轨运行的机械臂,由7个关节(具有七个自由度)、2根臂杆、2套延长件、2套末端执行器及相机、1套中央控制器及肘部相机组成,按照3+1+3构型形成整臂,功能作用类似于人体骨骼、肌肉与神经系统,通过指令可操作机械臂运动与精确定位,是实现机械臂运动、精确定位的执行机构。它集合了机械工程、力学、材料科学、控制科学、电子科学、信息、视觉、计算机科学等多学科交叉的战略性高技术,涉及“机-电-热-控-光”等多个领域,具备完全自主知识产权,打破了国际垄断。

  

  机械臂组件

  有一部美剧《太空部队》,剧中能力无与伦比的中国航天被假想成美国的敌人,用咱们的空间站机械臂就能俘获美国的卫星,剪掉它的太阳能电池板,美军为此怕死了。看完美剧的美国太空司令部司令,估计是得了“被迫害妄想症”,后来宣称中国有一款配备了机械臂的卫星,可以“抓走”美国卫星。

  

  美剧《太空部队》画面

  不管美国怕不怕,美国人想象中的机械臂我们是造出来一个,至于能不能达到他们的“期待”,我想我们拭目以待吧。