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来源:中国科技财富 作者:张克 2019年03月11日
[导读]  中国运载火箭技术研究院十八所研制的“6自由度空间机械臂”,也就是大家俗称的“空间机械臂”,引起国内外关注。

  在中国航天事业的发展进程中,位于北京丰台区的中国运载火箭技术研究院(又称航天一院)是中国航天事业的发祥地,中国运载火箭技术研究院因此被称作中国航天的摇篮。其研制包括长征五号、长征七号在内的长征系列运载火箭,成为中国航天领域的闪亮名片。

       2016年6月25日,中国新一代运载火箭长征七号成功首飞,在搭乘这枚火箭飞天的“乘客”中,有一位“高手”,在太空完成了我国首次“太空垃圾”清理技术演示试验——空间碎片主动清除。

  空间机械臂地面试验

  机器人引领技术潮流、改变某个金沙澳门赌场网站地址的发展方向。十多年前,中国的制造企业中,很少能看到机器人的身影,而在今天,由中国运载火箭技术研究院十八所研制的“6自由度空间机械臂”,也就是大家俗称的“空间机械臂”,引起国内外巨大关注。

  空间机械臂产品模型

  记者了解到,十八所(含八一一厂)是精密机电控制设备研制单位和中国航天伺服专业技术中心,已有50多年发展历史。2000年5月28日,根据国防科技工业战略结构调整总体要求,原十八所和国营八一一厂合并重组成为现在的航天一院十八所。十八所是航天伺服产品主要设计生产配套单位,开发了40多种伺服机构产品,400多种各类单机产品,伺服产品专业研发和生产配套体系齐全。拥有机械、流体、控制、电力电子、嵌入式系统、火工品、测控、精密检测与测量、精密机加等专业技术研发、产品设计和生产制造能力。参与完成180多次国家各类重大发射任务。

  “空间机器人指的是用于代替或协助人类在太空中进行科学试验、出舱操作、空间探测等活动的特种应用服务机器人。相对于地球内,太空环境非常恶劣充满不确定性,人类宇航员在空间活动面临危险,而研发功能强大、操作灵活、具备高度智能的空间机器人协助人类探索太空,是助推航天事业发展的一个重要技术领域。”中国运载火箭技术研究院智能机器人创新中心负责人王燕波向记者介绍说。

  据王燕波介绍,“十八所研制的‘空间机械臂’是我国自主研发的一种空间机器人,虽然看起来只是一个机械臂,但是它要完成的任务却很不一般。随着人类航天活动越来越多,很多到寿命的卫星等太空垃圾占据了空间轨道,给后面正常的新飞行器造成很大的安全隐患所以我们就研制了这款空间机械臂,为和平利用太空做一个技术积累。”

  太空空间环境受到高辐射、高真空、极端温度和微重力等影响,十分危险复杂。目前,在进行舱外作业时,宇航员必须穿上价格昂贵且厚重的宇航服,更增加了操作的难度。而空间机器人可以协助或代替人类宇航员在危险的太空环境中,完成各种空间任务和各类复杂操作。由于空间机器人的重要作用,美国、日本、加拿大、德国等发达国家都在大力支持不同用途空间机器人的研究。空间机器人必将逐渐成为未来人类太空活动得力助手,甚至主力军,同时也必将深入到人类生产生活的方方面面。

  根据不同的划分标准和原则,空间机器人有多种分类方法。按照用途的不同,空间机器人大致可以分为在轨服务机器人和星球探测机器人两大类,其中,在轨服务机器人可分为舱内/外服务机器人和自由飞行机器人。舱内/外服务机器人一般是指安装或工作于空间站,协助宇航员完成各种任务的机器人系统,最典型的是金沙澳门网上赌场空间站的加拿大机械臂,也包括安装在航天飞机上的大型机械臂。自由飞行机器人一般指的是飞行器安装机械臂组成用于空间在轨服务服务的机器人系统。星球探测机器人一般是指执行地外星体探测的机器人系统,如月球车、火星车等。

  近年来,中国航天科技集团有限公司第一研究院致力于将航天与智能产业相结合,升级传统产业生产模式,并通过军民融合,让航天智能创新引领产业变革,催生出新的应用领域,创造出开放、共赢的军民合作空间,迎接智能产业蓬勃发展的新时代。丰台区科委“科三费”给予了很大的支持和帮助。

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  据了解,目前十八所承担了丰台区科委“科三费”“协作机器人产业化”项目,主要开展协作机械臂、机器人控制器、智能识别等核心产品研发、产业应用拓展等工作。目前,已经完成第一代协作机械臂、机器人控制器、基于深度学习的智能识别单元等核心产品研发,完成拖动示教、碰撞检测、视觉伺服等核心技术研发工作,整体性能达到世界先进水平。协作机器人以其结构轻巧、安全、易用等优点著称,是机器人未来重要发展方向,是机器人向普通制造业、服务领域等应用的重要产品。

  谈及中国航天机器人与世界强国的差距,王燕波坦言,年轻人应该具备使命感。中国空间机器人近年发展很快,取得了很大成就,与世界强国美国、欧洲差距越来越小。我们发射的“玉兔号”月球车、空间碎片主动清除机械臂、天宫二号人机协同机械臂等,代表着我国空间机器人的主要成就,已经达到金沙澳门网上赌场先进水平。

  (王燕波,男,1978年11月,工学博士,2008年博士毕业于哈尔滨工业大学进入十八所工作。研究员,型号主任设计师,中国运载火箭技术研究院第十八研究所智能机器人创新中心主任,军委科技委某机器人重大专项论证专家组成员。

  作为主任设计师主持完成了空间碎片主动清除空间机械臂研制工作,并于2016年完成利用空间机械臂进行非合作目标空间碎片主动清除飞行演示实验。主持完成生活垃圾智能分拣机器人系统、智能人机协作机器人等研究开发项目。主持的高精度空间机械臂研制项目荣获2016年金沙澳门网上赌场质量创新大赛一等奖。)

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