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迷你世界客申请退款客服电话
2025-02-23 10:20:02
迷你世界客申请退款客服电话

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新年伊始,中国空间站航天技术(shu)试验领域(yu)成功完成了空间站管道检测机器人(ren)在轨试验,验证了管道检测机器人(ren)的管道环境(jing)适应能力和变刚度(du)运动安全性,为(wei)未(wei)来配合空间站完成管道检测提供技术(shu)基础。此次在轨试验是(shi)如何开展的?机器人(ren)在开展管道检测时有哪(na)些难点(dian)和挑战,在设计上又有哪(na)些巧思?来一探究竟吧。

△航天员开展管道检测机器人(ren)在轨试验

管道检测机器人(ren)在轨试验如何开展?

航天员在轨搭建了包含不(bu)同直(zhi)径的直(zhi)管、弯管、锥管的模拟管道,在模拟管道内开展了机器人(ren)运动能力试验、收缩状态下管道机器人(ren)拉出(chu)试验和机器人(ren)状态微调(diao)后拉出(chu)试验。

试验过(guo)程中,机器人(ren)平稳(wen)可靠地通过(guo)多种(zhong)直(zhi)径的直(zhi)管、弯管、锥管,验证了适应多种(zhong)复杂管道的机器人(ren)自(zi)主运动技术(shu);机器人(ren)断电(dian)后可轻松地从复杂管道内拉出(chu),验证了机器人(ren)被动柔顺机构的安全性。

△机器人(ren)运动能力试验

在轨开展试验过(guo)程中,地面人(ren)员通过(guo)地面支持岗(gang)软件同步观测机器人(ren)的位置(zhi)、电(dian)流、接触力等状态数据,实时监(jian)控(kong)机器人(ren)运动状态,协助航天员完成在轨操作。同时,地面人(ren)员通过(guo)分析(xi)获(huo)取的相关数据,评估试验结果,为(wei)后续(xu)试验提供依据。

本次管道检测机器人(ren)在轨试验,是(shi)我国空间站开展的首个舱内特种(zhong)作业机器人(ren)在轨试验,验证了适应多种(zhong)复杂管道的大变径比管道机器人(ren)设计和多级(ji)协调(diao)全身运动控(kong)制等关键技术(shu),证明了机器人(ren)在空间站管道复杂环境(jing)下的自(zi)主适应运动能力和安全性,为(wei)未(wei)来在空间站管道的实际应用积累了宝贵经验。

△航天员开展管道检测机器人(ren)在轨试验

管道检测机器人(ren)面临(lin)哪(na)些挑战?

空间站管道结构复杂,管径跨度(du)大、突变、不(bu)连续(xu),机器人(ren)适应空间站管道完成自(zi)主运动是(shi)一大挑战;

机器人(ren)在管道内运动,既(ji)要确保机器人(ren)与管壁接触力对管径变化的适应性,还要确保意外(wai)情况下不(bu)能卡滞在管道中,因(yin)此管道机器人(ren)在管道中的运动安全性也是(shi)一大挑战。

△空间站管道检测机器人(ren)

管道检测机器人(ren)的仿生变刚度(du)设计

值得一提的是(shi),管道机器人(ren)借鉴了棘皮动物(如海星、海胆、海参等)的管足器官“静止(zhi)时收缩于体(ti)内,运动时向外(wai)延(yan)伸”的运动机理,提出(chu)了“自(zi)主伸张、受(shou)力收缩、无电(dian)变柔”的仿生变刚度(du)设计思路,设计了主被动结合的腿部(bu)剪叉(cha)伸缩机构。

△棘皮动物及其管足

管道机器人(ren)的被动机构使机器人(ren)腿部(bu)可根据管径快速调(diao)整长度(du),以(yi)适应管径变化;主动机构实时控(kong)制机器人(ren)脚部(bu)与管壁的压(ya)力,保证机器人(ren)脚部(bu)与管壁可靠接触,使机器人(ren)具有足够前进动力。

既(ji)能适应复杂的空间站管道,又可以(yi)保证空间站管道的安全,解决了空间站管道复杂环境(jing)自(zi)主适应和运动安全性的两大难题。

△腿部(bu)伸缩机构

机器人(ren)采(cai)用两头两尾前后对称的模块化结构,具有23个自(zi)由度(du),配备(bei)位置(zhi)、力等多种(zhong)类型传感器。机器人(ren)的“智慧大脑”利(li)用全身传感器信息计算管道机器人(ren)的姿态、位置(zhi),并给(gei)出(chu)运动策略,在保障(zhang)管道安全的前提下,调(diao)整全身各关节位置(zhi)、速度(du)、力的输出(chu),使机器人(ren)平稳(wen)地在空间站管道内运动。

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