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西北租赁全国各市客户服务热线人工号码
2025-02-24 06:05:43
西北租赁全国各市客户服务热线人工号码

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新年伊始,中(zhong)国空(kong)间站(zhan)航天技术试验(yan)领域成功完成了空(kong)间站(zhan)管道检测机器人(ren)在轨试验(yan),验(yan)证了管道检测机器人(ren)的管道环境适应能力(li)和变刚度运动安(an)全性,为未来配合空(kong)间站(zhan)完成管道检测提供技术基础。此次在轨试验(yan)是如何开展的?机器人(ren)在开展管道检测时有哪(na)些难点和挑战,在设计上又有哪(na)些巧思?来一探(tan)究竟吧。

△航天员开展管道检测机器人(ren)在轨试验(yan)

管道检测机器人(ren)在轨试验(yan)如何开展?

航天员在轨搭(da)建了包含不同(tong)直径(jing)的直管、弯管、锥管的模(mo)拟(ni)管道,在模(mo)拟(ni)管道内开展了机器人(ren)运动能力(li)试验(yan)、收缩状态下管道机器人(ren)拉出试验(yan)和机器人(ren)状态微调后拉出试验(yan)。

试验(yan)过程中(zhong),机器人(ren)平稳(wen)可靠地通过多种直径(jing)的直管、弯管、锥管,验(yan)证了适应多种复杂管道的机器人(ren)自(zi)主运动技术;机器人(ren)断(duan)电后可轻松地从复杂管道内拉出,验(yan)证了机器人(ren)被动柔顺(shun)机构的安(an)全性。

△机器人(ren)运动能力(li)试验(yan)

在轨开展试验(yan)过程中(zhong),地面人(ren)员通过地面支持岗软件同(tong)步观测机器人(ren)的位置、电流、接触力(li)等状态数据,实时监控机器人(ren)运动状态,协助航天员完成在轨操(cao)作。同(tong)时,地面人(ren)员通过分析(xi)获取的相关数据,评估试验(yan)结果,为后续试验(yan)提供依据。

本次管道检测机器人(ren)在轨试验(yan),是我国空(kong)间站(zhan)开展的首个舱内特种作业机器人(ren)在轨试验(yan),验(yan)证了适应多种复杂管道的大(da)变径(jing)比管道机器人(ren)设计和多级协调全身运动控制等关键技术,证明了机器人(ren)在空(kong)间站(zhan)管道复杂环境下的自(zi)主适应运动能力(li)和安(an)全性,为未来在空(kong)间站(zhan)管道的实际应用(yong)积累了宝贵经验(yan)。

△航天员开展管道检测机器人(ren)在轨试验(yan)

管道检测机器人(ren)面临哪(na)些挑战?

空(kong)间站(zhan)管道结构复杂,管径(jing)跨度大(da)、突变、不连续,机器人(ren)适应空(kong)间站(zhan)管道完成自(zi)主运动是一大(da)挑战;

机器人(ren)在管道内运动,既要确保机器人(ren)与管壁接触力(li)对管径(jing)变化的适应性,还要确保意外情况(kuang)下不能卡滞在管道中(zhong),因此管道机器人(ren)在管道中(zhong)的运动安(an)全性也是一大(da)挑战。

△空(kong)间站(zhan)管道检测机器人(ren)

管道检测机器人(ren)的仿生变刚度设计

值得一提的是,管道机器人(ren)借鉴了棘皮动物(如海(hai)星、海(hai)胆、海(hai)参等)的管足(zu)器官“静止时收缩于体内,运动时向(xiang)外延伸”的运动机理,提出了“自(zi)主伸张、受力(li)收缩、无电变柔”的仿生变刚度设计思路,设计了主被动结合的腿部剪叉伸缩机构。

△棘皮动物及其管足(zu)

管道机器人(ren)的被动机构使机器人(ren)腿部可根据管径(jing)快速调整长度,以适应管径(jing)变化;主动机构实时控制机器人(ren)脚(jiao)部与管壁的压(ya)力(li),保证机器人(ren)脚(jiao)部与管壁可靠接触,使机器人(ren)具有足(zu)够前进动力(li)。

既能适应复杂的空(kong)间站(zhan)管道,又可以保证空(kong)间站(zhan)管道的安(an)全,解决了空(kong)间站(zhan)管道复杂环境自(zi)主适应和运动安(an)全性的两大(da)难题。

△腿部伸缩机构

机器人(ren)采用(yong)两头两尾前后对称的模(mo)块化结构,具有23个自(zi)由度,配备位置、力(li)等多种类型传(chuan)感器。机器人(ren)的“智慧大(da)脑”利用(yong)全身传(chuan)感器信息计算管道机器人(ren)的姿态、位置,并给出运动策略,在保障(zhang)管道安(an)全的前提下,调整全身各关节位置、速度、力(li)的输出,使机器人(ren)平稳(wen)地在空(kong)间站(zhan)管道内运动。

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