中國空間站航天員首次出艙 我國掌握大型空間機械臂核心技術及應用

據中國載人航天工程辦公室消息,北京時間2021年7月4日8時11分,航天員劉伯明成功開啟天和核心艙節點艙出艙艙門,截至11時02分,航天員劉伯明、湯洪波身着中國自主研製的新一代“飛天”艙外航天服,已先後從天和核心艙節點艙成功出艙,並已完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作台等工作,後續將在機械臂支持下,相互配合開展空間站艙外有關設備組裝等作業。

其間,在艙內的航天員聶海勝配合支持兩名出艙航天員開展艙外操作。

△全景相機A拍攝的艙外畫面

全景相機A拍攝的艙外畫面

據悉,空間站核心艙機械臂由航天科技集團五院抓總研製,是目前同類航天產品中複雜度最高、規模最大、控制精度最高的空間智能機械系統,主要承擔艙段轉位、航天員出艙活動、艙外貨物搬運、艙外狀態檢查、艙外大型設備維護等八大類在軌任務。核心艙機械臂展開長度為10.2米,最多能承載25噸的重量,是空間站任務中的“大力士”。

中國空間站航天員首次出艙 我國掌握大型空間機械臂核心技術及應用

空間站核心艙機械臂是我國首個可長期在太空軌道運行的機械臂,其肩部設置了三個關節、肘部設置了一個關節、腕部設置了三個關節,一共七個關節,每個關節對應一個自由度,就如同人的手臂一般,具有七自由度的活動能力。通過各個關節的旋轉,能夠實現自身前後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提供強有力的保證。

△航天員出艙前,需要在節點艙做一系列出艙準備,這個過程往往也持續兩到三個小時。

△航天員出艙前,需要在節點艙做一系列出艙準備,這個過程往往也持續兩到三個小時。

為擴大任務觸及範圍,空間站核心艙機械臂還具備“爬行”功能。由於核心艙機械臂採用了“肩3+肘1+腕3”的關節配置方案,肩部和腕部關節配置相同,意味着機械臂兩端活動功能是一樣的。同時肩部與腕部各安裝了一個末端執行器,作為機器臂的觸手,末端執行器可以對接艙體表面安裝的目標適配器,機械臂通過末端執行器與目標適配器對接與分離,同時配合各關節的聯合運動,從而實現在艙體上的爬行轉移。

空間站機械臂是我國航天事業發展的新領域之一,目前形成了多項國家空間機器人行業標準,引領空間智能裝備的中國製造之路。

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