大力 天宫空间站黑科技,10米长的大力神臂,到底有多厉害?

序言
这是成年人手臂张开之后的样子。
一般来说,它的长度是等同于他的身高,咱们就按照1米8来算好了。
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小鲸带大家开个脑洞,如果把这个长度拉伸到10米,它会变成什么样子呢?
不不不,这不是怪物!
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大力|天宫空间站黑科技,10米长的大力神臂,到底有多厉害?】这是中国空间站天和核心舱机械臂的长度。
那么问题来了:
空间站上的机械臂是如何工作的?
跟正在运行的国际空间站上的机械臂相比较,咱们的优势在哪里?
空间站机械臂
一说到空间站上的机械臂,你会看到宇航员经常利用它,来移动空间站周围的物体和搭建空间站。
看起来平平无奇的嘛!
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但是小鲸想说,这玩意科技含量可高了。说它是空间站的核心技术之一,一点都不为过!
小鲸为啥这么说呢?
咱们平时用手抓物体,别管你是方的圆的 还是奇奇怪怪的形状,都能一提就抓上来了,很简单对吧!
但是空间站上的机械臂抓东西可就不一样了。
如果你仔细观察过它的末端,会发现有个奇怪形状的家伙,它的专业名词叫做末端执行器。
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机械臂就是依靠它才能抓住物体,但是这个物体也不是随随便便任何东西都可以的。
我去抓个别的国家的卫星玩玩!
不好意思!
机械臂表示这玩意我抓不了!
为啥呢?
因为它抓的物体都需要特殊的接口才可以。
国际空间站抓取SpaceX龙飞船的片段,不知道大家还有印象没?
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等快到空间站的时候,龙飞船会伸出相应的对接接口,然后空间站上的机械臂会使用末端执行器与之对接,对接成功后才能完成捕获。
也就是说,机械臂想要捕获物体,对应的物体还必须要有特殊的接口才可以。
机械臂功能
同时机械臂本身就是一个高精密的智能机器人,它需要具备很多能力,比如精确操作和视觉识别能力。
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视觉识别,你可以理解就是机械臂的"眼睛"。通过这双眼睛,它可以自己完成自动对接,当然了,航天员进行手动遥控完成也是可以的。
拿目前国际空间站上使用的是机械臂举个例子吧。
它是加拿大斯巴宇航公司生产的第二代空间站遥控机械臂系统,俗称“加拿大臂2”。
这玩意长17.6米、7个自由度,也就是可以连通7个机动化关节,就跟咱们双手一样灵活。
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正因如此,它在空间站的建设、维护、补给和使用的过程中,发挥了不可缺少的作用,加拿大也因这项重要贡献,获得了国际空间站3%的使用权。
除了这个以外,空间站上还有欧洲机械臂和日本机械臂。
中国空间站机械臂
咱们这次发射的天和核心舱,里面所携带的机械臂,臂长10.2米,质量738公斤,承载能力25吨,也有7个自由度。
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在与国际先进机械臂各项指标对比中,咱们在其中的承载能力、精度和速度等关键指标,都处于国际领先水平,并且它的全部核心组件完完全全都是纯国产的。
比如:
机械臂的"眼睛"-视觉系统,它是由西安交大人工智能与机器人研究所团队完成。
机械臂的"触觉神经" -也就是末端执行器上面的好多传感器,它们为机械臂实现精准控制提供重要依据,是由四院44研究所自主研制。
机械臂的"头部"和"尾部"-末端执行器,它是由天津航天机电设备研究所研制。
机械臂的"关节"-长长的传动轴系统,它是由中国航天科技集团公司一院18所研制。
机械臂难点分析
我举个关节这个例子来说说。
它的难点在于,一方面是传动及轴系结构很复杂,并且精度要求非常高,需要综合考虑布局及测量等方面的影响,也就是说对细节方面要求非常高。
要知道差之毫厘谬以千里,在外太空也是如此!
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