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大家都知道 , 我国空间站上有两条机械臂 , 10米长的“天和”大机械臂和5米长的“问天”小机械臂 , 它们可以组合成15米长的组合机械臂 , 在整个空间站舱外进行七自由度的爬行 。 有人说了 , “问天”实验舱转位的时候 , 还有一个转位机械臂 , 但实际上 , 那是“自动再对接系统” , 算不上是真正的机械臂 。 不过现在 , 我国空间站的第三条机械臂就要来了 。
我国空间站大机械臂
我国空间站小机械臂
问天转位“机械臂”
前两天的太空第三课中 , 航天员陈冬曾介绍我国空间站“问天”实验舱的科学手套箱上 , 将安装一条灵巧机械臂 , 灵巧到什么程度呢?可以给细胞做“手术” , 操作精度达到5微米 , 这将是我国空间站实验水平的一个巨大突破 。
陈冬介绍说科学手套箱将装备一个灵巧机械臂
央视给出的图
看来这是一个专门用于做实验的机械臂
说到这个灵巧机械臂 , 就让人想起我国2016年发射的“天宫二号” , 它的内部也装备有一个灵巧机械臂 , 有3个关节和5根手指 , 像极了人的手掌和手臂 。 该灵巧机械臂还曾上过央视节目 , 展示了栩栩如生的太空科技 。
天宫二号测试的舱内机械臂
央视拍摄的画面
据说这个灵巧机械臂的5根手指 , 也是模块化设计的 , 换上其他的末端执行器 , 就可以执行更多的任务 , 但此后一直比较低调 , 不知道航天员陈冬所说的科学手套箱灵巧机械臂 , 和它有什么关系?从技术的继承性角度来说 , 的确是可以展现一下联想 , 期待到时候揭开“庐山真面目” 。
【我国空间站将装备第三套机械臂,操作精度5微米,能给细胞做手术】地面测试状态
其实在国际空间站也有一个类似的灵巧机械臂 , 它就是日本太空初创企业Gitai于2021年在“比格洛”商业充气舱内完成功能演示的S1机械手 , 可以操作电缆和开关 , 组装结构和面板 , 都是十分精细的操作 , 据说当时它的灵活程度还只开到了7级 , 最高为9级 。
日本在国际空间站充气舱测试的S1机械臂
由私营航天公司Gitai研制
值得一提的是 , Gitai S1虽然目前还只是一个实验性的单机械手 , 但是日本已经在地面展示了它的最终形态 , 一个拥有4条手臂的太空机器人 , 能够在国际空间站舱内进行大量的实验和维护工作 , 一定程度上取代航天员 。
它的最终形态是这样的
日本总喜欢搞人形机器人
而在国际空间站舱外 , 除了加拿大2号机械臂、欧洲机械臂和日本“希望”号实验舱外的固定式机械臂之外 , 也有一个灵巧机械手 , 它的名字叫“专用灵巧机械手”Dextre , 与加拿大2号机械臂配合使用 , 能够在舱外进行毫米级的精细操作 , 比如拧螺丝 。
红圈内就是Dextre , 蓝圈内是加拿大2号机械臂
它们组合起来是这样的 , 能拧螺丝
而无论日本的Gitai S1 , 还是加拿大的Dextre , 它们除了服务国际空间站之外 , 还有一个重要的目标 , 即为将来的月球轨道空间站积累技术基础 。 由于月球轨道空间站已经脱离了地球磁场的保护 , 宇宙辐射大增 , 因此无法长期驻守宇航员 , 大部分时间要靠空间站自己来完成维护和运行 , 而这些舱内和舱外的灵巧机械臂 , 届时就要替代宇航员 , 发挥巨大的作用 。 目前 , 加拿大正在结合这些技术 , 研制高度智能化和精细化的“加拿大3号”机械臂 , 准备配备给尚未发射的月球轨道空间站 。
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