「太空巧手」托舉 中國技壓美歐

神舟十二號航天員乘組近日完成約6小時的第二次出艙活動，聶海勝站在中國空間站機械臂上與蔚藍地球合影，畫面震撼。和第一次出艙活動一樣，一對「天和」核心艙外可移動七自由度的大型太空機械臂，猶如托舉航天員的「太空巧手」，最大承載能力達25噸，末端定位精度45毫米，在出艙過程中發揮巨大作用。橫向對比歐美太空機械臂，中國空間站機械臂操控精度、負載自重比和擴展性等指標均達到世界領先水平。

據悉，中國空間站核心艙上的空間站機械臂是中國目前智能程度最高、規模與技術難度最大、系統最複雜的空間智能製造系統。中國載人航天工程總設計師周建平此前介紹稱，這些機械臂最大承載能力25噸，作用在於空間站組裝建造、維護維修、輔助航天員出艙活動等任務，「是中國空間站在軌建造能力水平的重要標誌」。

爬行轉移抓取 角度任意調校

根據官方公布的信息，該機械臂平時安裝在核心艙的小柱段上，主體結構是兩根臂桿，展開長度10.2米，重約700千克，其肩部設置3個關節、肘部設置1個關節、腕部設置3個關節，每個關節對應1個自由度，具有7個自由度。通過各個關節的旋轉，空間站核心艙機械臂能夠實現自身前後左右任意角度與位置的抓取和操作，為航天員順利開展出艙任務提供強有力的保證。

為擴大任務觸及範圍，該機械臂具備爬行功能。由於核心艙機械臂採用「肩3+肘1+腕3」關節配置方案，肩部和腕部關節配置相同，意味着機械臂兩端活動功能是一樣的。機械臂通過末端執行器與目標適配器對接與分離，同時配合各關節的聯合運動，從而實現在艙體上的爬行轉移。

除了支持航天員出艙活動外，機械臂在後續任務中還將承擔艙段轉位、懸停飛行器捕獲和輔助對接、艙外貨物搬運、空間環境試驗平台照料等重要任務。該機械臂還可以從10米擴展到15米，把小臂和大臂組合在一起，形成一個更長的組合臂。機械臂設計壽命15年、負載能力25噸、末端定位精度45毫米，可實現大範圍、大負載操作以及局部精細化操作。此外，機械臂以後還可以擴展到實驗艙Ⅰ、實驗艙Ⅱ，還有光學艙，這些艙都可以進行艙外機械臂支持航天員開展的一些作業。

核心部件國產 樹立行業標準

值得一提的是，太空站機械臂是中國航天事業發展的新領域之一，航天科技集團五院在抓總研製過程中在關鍵技術、原材料選用、製造工藝、適應太空站環境的長壽命設計等方面均作出巨大的突破和創新。在研製團隊的努力下，中國已成為世界上第三個掌握大型太空機械臂核心技術並應用的國家，全部核心部件實現國產化，並形成多項國家太空機械人行業標準，引領太空智能裝備的中國製造之路。