創(chuàng)歷史!中國航天員出艙7小時(shí) 機(jī)械臂如何成為航天員“座駕”

　　機(jī)械臂如何成為航天員“座駕”

　　相比神舟七號(hào)的出艙方式，本次出艙任務(wù)中，空間站核心艙的機(jī)械臂首次托舉航天員到指定位置，圓滿完成出艙操作，因此它被媒體稱為“航天員座駕”。這一目前同類航天產(chǎn)品中復(fù)雜度最高、規(guī)模最大、控制精度最高的空間智能機(jī)械系統(tǒng)到底如何深度參與到出艙任務(wù)的呢？

　　《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者從空間站核心艙機(jī)械臂抓總研制單位——航天科技集團(tuán)五院了解到，核心艙機(jī)械臂展開長度為10.2米，最多能承載25噸的重量，是空間站任務(wù)中的“大力士”，主要承擔(dān)艙段轉(zhuǎn)位、航天員出艙活動(dòng)、艙外貨物搬運(yùn)、艙外狀態(tài)檢查、艙外大型設(shè)備維護(hù)等八大類在軌任務(wù)。

　　據(jù)介紹，空間站核心艙機(jī)械臂是我國首個(gè)可長期在太空軌道運(yùn)行的機(jī)械臂，肩部設(shè)置了三個(gè)關(guān)節(jié)、肘部設(shè)置了一個(gè)關(guān)節(jié)、腕部設(shè)置了三個(gè)關(guān)節(jié)，一共七個(gè)關(guān)節(jié)，每個(gè)關(guān)節(jié)對應(yīng)一個(gè)自由度，就如同人的手臂一般能自由活動(dòng)。通過各個(gè)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)，它能實(shí)現(xiàn)自身前后左右任意角度與位置的抓取和操作，為航天員出艙順利開展出艙任務(wù)提供強(qiáng)有力的保證。為擴(kuò)大任務(wù)觸及范圍，空間站核心艙機(jī)械臂還具備“爬行”功能。據(jù)介紹，機(jī)械臂通過末端執(zhí)行器與目標(biāo)適配器對接與分離，同時(shí)配合各關(guān)節(jié)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在艙體上的爬行轉(zhuǎn)移。

　　在這次的艙外行走中，機(jī)械臂又是如何發(fā)揮“座駕”作用呢？航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體副主任設(shè)計(jì)師湯溢介紹說，在艙外時(shí)，航天員處于失重狀態(tài)，再加上艙外航天服的加壓，活動(dòng)起來十分不便。機(jī)械臂可以讓航天員免去攀爬環(huán)節(jié)，為航天員節(jié)省最大體力。“最重要的是釋放了雙手，讓航天員能干更加有意義的事兒。”五院空間站系統(tǒng)副總師侯永青介紹：“我們做了一個(gè)叫腳限位器的，有點(diǎn)像咱們滑雪用的滑板。把它裝在機(jī)械臂上，人站在上面，通過機(jī)械臂的爬行到指定位置。”湯溢還透露：“腳限位器可以通過踮腳、左右腳用力實(shí)現(xiàn)前后、左右傾斜。”

　　據(jù)《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者了解，空間站機(jī)械臂是我國航天事業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域之一，研制單位在關(guān)鍵技術(shù)、原材料選用、制造工藝、適應(yīng)空間站環(huán)境的長壽命設(shè)計(jì)等方面均作出了巨大的突破和創(chuàng)新。中國由此成為世界上第三個(gè)掌握大型空間機(jī)械臂核心技術(shù)并應(yīng)用的國家，全部核心部件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，并形成多項(xiàng)國家空間機(jī)器人行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)空間智能裝備的中國制造之路。