中国空间站核心舱机械臂背后的故事

2021年7月4日，中国航天员刘伯明、汤洪波顺利出舱，雄伟有力的空间站核心舱机械臂首次托举航天员刘伯明到指定位置圆满完成出舱操作，抬升天和核心舱舱外全景相机的位置，并验证了机械臂的大范围转移能力。

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。其中核心舱机械臂展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量，是空间站型号任务中的“大力士”。

空间站机械臂是我国航天事业发展的新领域之一，五院在抓总研制过程中在关键技术、原材料选用、制造工艺、适应空间站环境的长寿命设计等方面均作出了巨大的突破和创新。空间站机械臂并非单一的专业产品，而是融合了机、电、热、控制、光学等多个专业。

据空间站核心舱机械臂专家介绍，它是一款模仿人类手臂的七自由度机械臂，核心舱机械臂的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，每一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，真实地模拟了人类手臂的灵活运动，为航天员出舱顺利开展出舱任务提供了强有力的保证。

空间站核心舱机械臂是空间站组装、建造以及航天员舱外操作的重要装备。最早从2006年开始，五院总体设计部就开始召集精锐专家、骨干力量组成空间站机械臂的技术攻关工作团队，一夜夜透彻讨论、一遍遍方案优化、一次次集智攻关，到2012年项目正式立项前已开展近百余项工程摸底与关键技术验证工作，之后转入正式工程研制，并在2015年、2017年顺利完成力学试验以及EMC试验等大型试验和测试，最终于2021年4月随着天和核心舱一起进入太空预定轨道。

为扩大任务触及范围，空间站核心舱机械臂具备“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，就能实现在舱体上的爬行转移。

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，它能真实模拟人手臂的灵活转动，通过旋转结构，能在前后左右的任何角度和部位抓取物体，是我国首次实现大型空间机械臂的工程研制产品，“空间站机械臂在轨智能捕获与操控”项目入选了国家2017年度中国智能制造十大科技进展。返回搜狐，查看更多

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