揭秘核心艙機(jī)械臂：空間站任務(wù)中的“大力士”

人民網(wǎng)北京7月4日電 （趙竹青）7月4日，中國(guó)航天員劉伯明、湯洪波順利出艙，雄偉有力的空間站核心艙機(jī)械臂首次托舉航天員到指定位置圓滿完成出艙操作，抬升天和核心艙艙外全景相機(jī)的位置，并驗(yàn)證了機(jī)械臂的大范圍轉(zhuǎn)移能力，為空間站后續(xù)出艙活動(dòng)的順利實(shí)施奠定了重要基礎(chǔ)。

據(jù)了解，核心艙機(jī)械臂展開(kāi)長(zhǎng)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”。它是我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域之一，科研人員在研制過(guò)程中在關(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(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)等方面均作出了巨大的突破和創(chuàng)新。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師柏林厚介紹，核心艙機(jī)械臂是目前同類(lèi)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)，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(lèi)在軌任務(wù)。

“空間站核心艙機(jī)械臂是我國(guó)首個(gè)可長(zhǎng)期在太空軌道運(yùn)行的機(jī)械臂，其肩部設(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(duì)應(yīng)一個(gè)自由度，就如同人的手臂一般，具有七自由度的活動(dòng)能力。”柏林厚表示，機(jī)械臂通過(guò)各個(gè)關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)崿F(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(kāi)展出艙任務(wù)提供強(qiáng)有力的保證。

值得一提的是，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。柏林厚介紹，由于核心艙機(jī)械臂采用了“肩3+肘1+腕3”的關(guān)節(jié)配置方案，肩部和腕部關(guān)節(jié)配置相同，意味著機(jī)械臂兩端活動(dòng)功能是一樣的。同時(shí)肩部與腕部各安裝了一個(gè)末端執(zhí)行器，作為機(jī)器臂的觸手，末端執(zhí)行器可以對(duì)接艙體表面安裝的目標(biāo)適配器，機(jī)械臂通過(guò)末端執(zhí)行器與目標(biāo)適配器對(duì)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。