載人航天辦公室日前發布消息指出，天宮空間站天和核心艙入軌半個多月（yuè）以來，先後完成多項平台功能測試，以及空間應用項目設備在軌性能檢查，各項功能正常、運行狀態良好，已（yǐ）進入交會對接軌道（dào）。在眾多（duō）平台功能測試中機械手性能（néng）測試（shì）至關重要，因為它決定了未來十至二十年（nián）天宮（gōng）空間站的運營質量與效率。

 

天和核心艙發射入軌畫（huà）麵

天宮空間站主機械臂（bì）初始安裝位置（zhì）在天和核心艙小柱段（duàn）對地球一麵，因（yīn）此得名“天和機械臂”。

該型機械手兩根臂杆展開長度10.2米，兩根臂杆可聯（lián）動工作，也可單臂杆工作，同時配套（tào）兩個末端執行器、一套視覺相機係統、一個總控製器，全重738kg，最大承載能力25噸，可在（zài）手動/自動兩個（gè）工作模式中自由切換。

 

天（tiān）和機械（xiè）臂安裝於核心艙小柱（zhù）段

天和機械手有7個自由（yóu）度分（fèn）別對（duì）應7個關節，因此也（yě）被稱為“七自由度空間機械臂”，位置精度45mm，最大線速度（dù）與最大角（jiǎo）速（sù）度兩項指標對比（bǐ）同類機械臂極具（jù）優勢，綜（zōng）合性（xìng）能達到了世界領先水平。

那麽，天和機械手具體有哪些功能，又（yòu）可以勝任哪些工作（zuò）呢？

 

天和機（jī）械臂

1.艙體表麵爬行轉移

天和（hé）機械（xiè）手展開長度10.2米，而天（tiān）宮空間站僅核心艙長度就有16.6米，更不用說另外兩個尺寸更大的實驗艙，單純依靠機械臂自身長度無論如何也（yě）不可能麵（miàn）麵俱到。

前文提到這是一款七（qī）自由度機械臂，同時它采用了“肩部3關節+肘部1關節+腕部3關（guān）節”的配置方案，肩部與腕部關節配置（zhì）相同，意味著機械臂兩端活動（dòng）功能一致。

 

天和（hé）機械臂艙表（biǎo）爬行轉移

同時肩（jiān）部與腕部各有一個末端執行器（qì），末端執行器用於對接艙體表麵的適配器，而後者在空間站三大（dà）艙段外（wài）表麵皆有廣泛分布配置。在（zài）機械臂末端執行器與艙體表麵適配器的對接與分離的過程中天和機械手因此具備了艙體表麵爬行（háng）功能。

 

天和機械臂由小柱段（duàn）轉移至大（dà）柱段

2.與實驗艙機械臂組合（hé），實（shí）現空間站外表麵全觸達

 

天和機械臂（bì）與問天機械臂組合

除天和機（jī）械臂外，問天號實驗艙也配置有一部展開長度（dù）5米的小型機械臂，兩者可（kě）對接組合成形成長（zhǎng）度超15米的超長機械臂，並基於（yú）天和機械臂艙體爬行功能（néng），進而實現空間站外表麵的全觸（chù）達。

 

雙臂組合對（duì）接地（dì）麵試（shì）驗

3.艙外狀態監視與艙表狀態檢查

天（tiān）宮空（kōng）間站外表麵配置了諸多功能載（zǎi）荷，還有外掛於艙表的暴露實驗載荷。同時運行於（yú）近地軌道的空（kōng）間站還麵臨著空間碎片撞擊風險，空間輻照對艙體表麵的影響也很大。

 

艙外狀態（tài）監視

尤其是空間（jiān）碎片撞擊或者艙（cāng）內氣體泄漏導致的失壓問題最（zuì）為突出，比如國（guó）際空間站就經常飽受此類問題的折磨。

 

艙表狀態檢查

天和機械臂有一套視覺監視係統，肩部、腕部、肘部各有1台視覺相機，其（qí）中肩部與腕部視覺相機是艙外狀態監視與艙表狀態檢查的主要設備。

4.輔助航天員出艙活（huó）動

神舟七號載人飛船乘組指令長翟誌剛與協助員劉伯明曾共同實施我國首次太空出艙行走任務，距今已有將近十三年時（shí）間，而接下來進入天宮空間（jiān）站的航（háng）天員將經常性執（zhí）行太空出艙行走任務。

 

機（jī）械臂（bì）輔（fǔ）助航天員出艙（cāng）活動

天舟（zhōu）二號作為天宮空間站工程首次貨運飛船任務攜帶了艙外航天服，下個月發射的神舟（zhōu）12號載人飛船乘組也將實施出艙行走，執行艙外狀態設置任務（wù）。

 

天舟二號攜帶的艙外航天服

天宮空間（jiān）站（zhàn）不同於神舟七號，前者的組合體規模更大，出艙（cāng）作業量大，難度也更大。航天員出艙行走時（shí）間通常（cháng）最長6小時，空間站外表（biǎo）麵也廣泛分（fèn）布著服務航天員出艙活動的手柄裝置，但這僅限於小範圍的（de）太空（kōng）行（háng）走活動，如果要大（dà）範圍（wéi）轉移就需要機械臂（bì）輔助，否則出艙任務執行效率（lǜ）將大大降低。

5.轉位實（shí）驗艙，開展空間站在軌建造任務

天宮空間站工程分為（wéi）“關鍵技術驗證”、“在（zài）軌建造”、“常態運營”三大階段，今年是關鍵技術驗證階（jiē）段任務，而（ér）明年則是在軌建造階段的決勝年，屆時問（wèn）天實驗艙與夢（mèng）天實驗艙將與天和核心艙組（zǔ）成（chéng）T字構型空間組合體，進而完成空間站建造任（rèn）務。

 

天宮空間站主體呈T字構型

問天與夢天兩個實驗（yàn）艙受限於組合體姿態控製問題無法直接與核（hé）心艙側向停泊口（kǒu）對接，而是要（yào）先分別與核心艙前向對接口對接，爾後由前向對接口轉（zhuǎn）位至側（cè）向停（tíng）泊口，為了完成這一任務草莓视频污在线观看準備了兩個互為備份的轉位手段。

 

轉位機（jī）械臂

首先兩個實驗艙各自配（pèi）置有結構簡單操控精度高的“轉位機械（xiè）臂”，這是實驗艙轉位對（duì）接的（de）主要手段。與此同時（shí），核心艙（cāng）“天和機械臂”也具備承載25噸級艙（cāng）段實（shí）施（shī）轉（zhuǎn）位（wèi）對（duì）接的能力，操控精度（dù）略遜於“轉位機械臂”，但仍能滿足（zú）對接要求，此為實驗艙轉位對接的備份手段（duàn）。

 

天和機械臂轉（zhuǎn）位實驗艙

天舟二號貨運飛船在任（rèn）務末期就將驗證天和機械臂輔助轉（zhuǎn）位對接的工程能力，為明年的在（zài）軌建造（zào）做好萬全準備。

6.捕獲懸（xuán）停航（háng）天器，輔助對接

神舟載（zǎi）人飛船、天舟貨運飛（fēi）船都（dōu）具備（bèi）自主交會對接能力，這既是優勢也是劣勢，優勢是（shì）不依（yī）賴外部機構自主全向對（duì）接，劣勢就是要為對接機構（gòu）付出更多的生產製造與發射成本，進入空間站（zhàn）運營階段後降（jiàng）本增效將是一（yī）個重要課（kè）題（tí）。

 

監視來訪航天（tiān）器

為此草莓视频污在线观看將研究基於簡易方案的空間站（zhàn）交會對接技術（shù），此類航（háng）天器將簡化對（duì）接（jiē）機構，並依托天和機械臂進行輔助對接。

 

捕獲懸停航天器

當來訪航天器接（jiē）近空間站組合體時，機械臂末端相機可對其進行位（wèi）置姿態測量（liàng），當目標進入機械臂捕獲範圍時末端執（zhí）行器與目標適配器對接實施捕獲，爾後輔助來訪航天（tiān）器對接。

7.轉移貨運飛船載荷

 

天（tiān）舟（zhōu）貨運（yùn）飛船的三種構型

簡而言之就是搬貨（huò），以天舟為例，該型貨運飛船（chuán）有全密封、半開放、全開放三種標準（zhǔn）構型，其中半開放與全開放兩種構型都可以承運艙外（wài）載荷，與空間站對接後將由機械臂抓取搬運。

 

轉移貨運飛船載荷

8.輔助航天員轉移核心艙太陽翼

天宮空間站完成T字形構（gòu）型建造任務後兩個實驗艙的大型柔性太陽翼將對核心艙太陽翼形成光照遮擋，從而削弱核心艙太陽翼發供電能力（lì）。

 

天和（hé）核（hé）心艙太（tài）陽翼

核心艙太陽翼早在設（shè）計之初就考慮到了這個問題，為（wéi）此項（xiàng）目團隊設計了（le）“在軌能源（yuán）拓展功能”，核心艙發射入軌太陽翼一（yī）次展開後可再次收攏，並由航天員與機械臂聯合操作與核心（xīn）艙（cāng）本體分離（lí），隨後將其轉移至問天實驗艙與夢（mèng）天實驗艙短桁架軸向安裝接口，從而徹底解決由光照遮擋產生的電力（lì）供應能力下降（jiàng）的（de）問題，為天宮空間（jiān）站後續艙段拓展任務奠定了基礎。

 

輔助航（háng）天員轉移核心艙（cāng）太陽翼

與此同時，核心艙太陽（yáng）翼完成轉移（yí）後空間站還（hái）具備在軌重構供電通道（dào）能力。

天和機械手的在軌應用還有很多拓展空間（jiān），比如艙外（wài）載荷照料、對接靈巧機械手執行更精細（xì）的艙外（wài）任務等等。隻有想不到，沒有做不到，炫（xuàn）舞（wǔ）太空的天和（hé）機械手將助力天宮空間站持續（xù）深化落實“太空（kōng）母港”發（fā）展目（mù）標。

來源：搜狐網 巔峰高地

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