头尾互换舱体爬行！解码天宫空间站机械臂，双臂合体炫舞太空( 二 )
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核心舱机械臂与实验舱机械臂都属于七自由度机械臂，自由度是指物体具有的独立运动的数目，空间机械臂末端需要执行三维空间的位置与姿态控制，一般而言机械臂要有6个自由度，而要达到类似人类手臂的运动能力则至少有7个自由度。七自由度空间机械臂也意味着有7个活动关节，核心舱机械臂肩部有3个关节，执行俯仰、偏航、回转操作，两个臂杆之间的肘部有一个俯仰关节，机械臂末端腕部也配置3个关节，功能与肩部三关节一样。
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核心舱机械臂由此形成肩部3关节、肘部1关节、腕部3关节配置，如此布局的好处是可以头尾互换，机械臂首尾两端各有一个末端执行器，肩部末端执行器与腕部末端执行器都可以通过目标适配器实现与舱体的对接与分离，进而在空间站舱体外表面进行爬行。目标适配器不仅可以实现物理对接，也可以进行电力连接，被称为PDGF电力数据抓取夹具。目标适配器即可以用于机械臂对接与分离实现爬行操作，也可以在载人飞船、货运飞船等其他航天器上布置此类接口，并由机械臂抓取辅助对接空间站。
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核心舱机械臂还能用于对接人员操作台辅助航天员在空间站舱外实现大范围转移，进行舱外活动。
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为了增强环境信息感知能力，核心舱机械臂在肩部、肘部、腕部三处位置各配置一台视觉相机，肩部与腕部视觉相机是双目手眼相机，它可以在10米范围内呈现出人眼立体成像效果，助力机械臂精准操控。
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实验舱机械臂主要用于暴露平台的载荷照料，例如实验载荷的安装、回收、更换等操作，也可支持航天员舱外活动，以及舱外设备巡检、大型载荷搬运等工作。它还可以与核心舱机械臂直接对接，形成长度达15米的超长机械臂，并通过核心舱机械臂爬行功能实现对空间站外表面的全触达。
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除了完备的舱外远程机械臂系统天宫空间站还有可能应用天宫二号空间实验室在轨验证过的机械手系统，该系统由5指仿人灵巧手与6自由度机械臂组成，并辅以视觉测量系统，由航天员在轨操作。它可以跟随航天员肢体同步运作，在轨验证期间连续执行了拆卸电连接器、撕开多层防护材料、使用电动工具拧松螺丝等模拟维修试验，还可以抓取空中漂浮物，机械手系统研发目的是替代航天员执行舱外任务，大大减轻航天员出舱任务负荷，安全性更高。可以预见在天宫空间站任务中一套更为成熟的机械手系统必将再次闪耀太空。
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人们常说天宫空间站是麻雀虽小五脏俱全，而实际上它从里到外都与“小”无关。四大舱段任一舱段规模皆超越所谓国际空间站的任一舱段，机械臂从小到大应有尽有，搭载科研机柜数量更是与国际空间站等量齐观。
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天宫空间站一路走来从简陋的20吨级一居室，到三舱基本构型，再到如今三舱加巡天光学舱的110吨级扩展构型，后续还规划有以天和二号核心舱为基础的空间站二期扩展工程，届时空间站规模将直逼200吨级，空间站建造方案屡屡扩容背后是综合国力日益增强的发展红利。我相信在其15年乃至更长时间服役生涯中还会诞生更多的太空奇迹，进而为构建人类命运共同体做出更大贡献。
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