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深圳市泰和融银融资租赁退款客服电话
2025-02-25 12:31:41
深圳市泰和融银融资租赁退款客服电话

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新年伊始,中国空间站航天技术试验领域(yu)成(cheng)功完成(cheng)了空间站管道检测机器人在轨试验,验证了管道检测机器人的管道环境适应能力和变(bian)刚度运动安全性,为未来配合空间站完成(cheng)管道检测提供技术基础。此次在轨试验是如何开展的?机器人在开展管道检测时(shi)有哪(na)些难点和挑战,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在轨试验

管道检测机器人在轨试验如何开展?

航天员在轨搭建了包(bao)含不同(tong)直径的直管、弯管、锥管的模拟管道,在模拟管道内开展了机器人运动能力试验、收缩状态下(xia)管道机器人拉出试验和机器人状态微调(diao)后拉出试验。

试验过(guo)程中,机器人平(ping)稳可靠地通过(guo)多(duo)种直径的直管、弯管、锥管,验证了适应多(duo)种复杂管道的机器人自主运动技术;机器人断电后可轻松地从复杂管道内拉出,验证了机器人被动柔顺机构的安全性。

△机器人运动能力试验

在轨开展试验过(guo)程中,地面(mian)人员通过(guo)地面(mian)支持岗软件同(tong)步观测机器人的位置、电流(liu)、接触力等状态数据,实时(shi)监(jian)控机器人运动状态,协助(zhu)航天员完成(cheng)在轨操作。同(tong)时(shi),地面(mian)人员通过(guo)分析获取的相关数据,评估试验结果,为后续试验提供依据。

本次管道检测机器人在轨试验,是我国空间站开展的首个舱内特种作业机器人在轨试验,验证了适应多(duo)种复杂管道的大变(bian)径比(bi)管道机器人设计和多(duo)级(ji)协调(diao)全身运动控制等关键技术,证明了机器人在空间站管道复杂环境下(xia)的自主适应运动能力和安全性,为未来在空间站管道的实际应用积累了宝(bao)贵经验。

△航天员开展管道检测机器人在轨试验

管道检测机器人面(mian)临哪(na)些挑战?

空间站管道结构复杂,管径跨度大、突变(bian)、不连续,机器人适应空间站管道完成(cheng)自主运动是一大挑战;

机器人在管道内运动,既要(yao)确保机器人与管壁接触力对管径变(bian)化的适应性,还要(yao)确保意外情况下(xia)不能卡滞(zhi)在管道中,因此管道机器人在管道中的运动安全性也是一大挑战。

△空间站管道检测机器人

管道检测机器人的仿生变(bian)刚度设计

值得一提的是,管道机器人借鉴了棘皮动物(如海星(xing)、海胆、海参等)的管足(zu)器官“静(jing)止时(shi)收缩于(yu)体内,运动时(shi)向外延(yan)伸”的运动机理,提出了“自主伸张、受力收缩、无电变(bian)柔”的仿生变(bian)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)

管道机器人的被动机构使机器人腿部可根(gen)据管径快速调(diao)整长(chang)度,以适应管径变(bian)化;主动机构实时(shi)控制机器人脚部与管壁的压力,保证机器人脚部与管壁可靠接触,使机器人具有足(zu)够前进动力。

既能适应复杂的空间站管道,又可以保证空间站管道的安全,解决(jue)了空间站管道复杂环境自主适应和运动安全性的两大难题。

△腿部伸缩机构

机器人采(cai)用两头两尾(wei)前后对称(cheng)的模块化结构,具有23个自由度,配备位置、力等多(duo)种类型传感器。机器人的“智慧大脑”利用全身传感器信息计算管道机器人的姿态、位置,并给出运动策略,在保障管道安全的前提下(xia),调(diao)整全身各关节(jie)位置、速度、力的输出,使机器人平(ping)稳地在空间站管道内运动。

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