我国掌握大型空间机械臂核心技术及应用

据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2021年7月4日8时11分，航天员刘伯明成功开启天和核心舱节点舱出舱舱门，截至11时02分，航天员刘伯明、汤洪波身着中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服，已先后从天和核心舱节点舱成功出舱，并已完成在机械臂上安装脚限位器和舱外工作台等工作，后续将在机械臂支持下，相互配合开展空间站舱外有关设备组装等作业。其间，在舱内的航天员聂海胜配合支持两名出舱航天员开展舱外操作。

全景相机A拍摄的舱外画面

据悉，空间站核心舱机械臂由航天科技集团五院抓总研制，是目前同类航天产品中复杂度最高、规模最大、控制精度最高的空间智能机械系统，主要承担舱段转位、航天员出舱活动、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型设备维护等八大类在轨任务。核心舱机械臂展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量，是空间站任务中的“大力士”。

空间站核心舱机械臂是我国首个可长期在太空轨道运行的机械臂，其肩部设置了三个关节、肘部设置了一个关节、腕部设置了三个关节，一共七个关节，每个关节对应一个自由度，就如同人的手臂一般，具有七自由度的活动能力。通过各个关节的旋转，能够实现自身前后左右任意角度与位置的抓取和操作，为航天员出舱顺利开展出舱任务提供强有力的保证。

航天员出舱前，需要在节点舱做一系列出舱准备，这个过程往往也持续两到三个小时。

为扩大任务触及范围，空间站核心舱机械臂还具备“爬行”功能。由于核心舱机械臂采用了“肩3+肘1+腕3”的关节配置方案，肩部和腕部关节配置相同，意味着机械臂两端活动功能是一样的。同时肩部与腕部各安装了一个末端执行器，作为机器臂的触手，末端执行器可以对接舱体表面安装的目标适配器，机械臂通过末端执行器与目标适配器对接与分离，同时配合各关节的联合运动，从而实现在舱体上的爬行转移。

空间站机械臂是我国航天事业发展的新领域之一，目前形成了多项国家空间机器人行业标准，引领空间智能装备的中国制造之路。