太空里的机械臂

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  中国的“天宫”空间站热度持续上升,太空冒险扣人心弦又让人向往。你知道眼下最热门的太空装置是什么吗?那当然是我国目前智能程度最高、规模与技术难度最大、设计最复杂的空间智能制造系统!这一长串名头儿是否让你云里雾里了?没关系,我们且慢慢往下看。
  “长脑子”的机械臂
  空间智能制造系统是什么?其实它有一个通俗的名称——空间机械臂。对!就是那个能够从空间站伸出去的机械“手臂”,能够协助航天员完成大量舱外操作任务,也是载人航天器不可或缺的重要辅助装置。
  更让人意想不到的是,空间机械臂不仅是一个灵活的机械装置,还是“长脑子”的呢!空间机械臂更像是一个智能机器人,它能够精确操作各种设备,并具有視觉识别能力,因此不仅可以受航天员遥控,也可以自主分析具体情况并做出相应反应。
  后起之秀
  人类探索太空已近百年,在如此漫长的时间里,能够真正发挥空间机械臂作用的国家简直是凤毛麟角,截至目前也不过加拿大、德国、日本和中国而已。其中,中国的空间机械臂虽刚刚问世,但很快就吸引了全世界的目光,我们依靠技术进步带来的“后发优势”,赢得了赞誉。
  随着20世纪70年代美国航天飞机的研发,空间机械臂开始研制。1981年,加拿大航天飞机成功发射升空,携带一套由加拿大研发的六自由度机械臂系统,称为“加拿大1号”,这台机械臂总长15.2米,直径0.38米,能够抓取、存放332.5千克的物品或设备。不久,“加拿大2号”机械臂问世,各方面性能较上一代大幅提高,成为国际空间站的“顶梁柱”。
  加拿大、德国、日本等国家的机械臂都各有特色。那么,初来乍到的“新人”——中国机械臂,又有什么过“臂”之处呢?
  媲美“加拿大2号”
  中国“天宫”空间站上安装的机械臂,其技术水平处于世界前列,足以媲美国际空间站的“加拿大2号”。
  核心舱的机械臂总长10.2米,有7个活动关节,达到了七自由度,比人的手臂还要灵活,而且力量更为强大,能够对接、移动25吨重的物体。同样达到七自由度的还有实验舱的机械臂,实验舱机械臂主要用于安装、回收、更换实验载荷,也可用来支持航天员进行舱外活动,以及巡视检查舱外设备。
  核心舱和实验舱的机械臂可以直接对接,形成长度为15米的超长机械臂,这样一来,这条超长“手臂”就能触到空间站外表面的任何部位了。
  特殊的“手”
  空间机械臂能抓取设备,那它的“手”长什么样?如果我告诉你它没有手,取而代之的是一个“插头”,你能想象出它的样子吗?
  这个“插头”名叫末端执行器,它如何完成抓取动作呢?原来,在被抓取的空间设备上,装有一个适配器,这个适配器能和同样规格的末端执行器紧密对接,完成锁定之后,空间机械臂就可以牢牢地“抓”住目标物体,进行操作了。
  无论是“天宫”空间站的“天河”核心舱、“天舟”货运飞船、“神舟”载人飞船,还是未来将要上天的“梦天”“问天”实验舱,它们的表面都安装有多个适配器,方便空间机械臂“抓取”。
  “长脑子”的空间机械臂具有巨大的使用价值和广阔的应用前景,对空间科学及其发展具有推动作用,堪称中国航天技术发展史上的又一个里程碑!正是因为这样一个又一个里程碑,中国人的“太空梦”正在一点点变成现实,未来会更加值得我们期待!
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