中國航天科技(15.93, 0.09, 0.57%)部門有關(guan) 負責人透露,用於(yu) “嫦娥三號”月球車的一些關(guan) 鍵技術將可望實現“軍(jun) 轉民”,被應用於(yu) 商業(ye) 領域,推動國內(nei) 機器人(42.410, 0.55, 1.31%)產(chan) 業(ye) 的發展。
隨著12月2日“嫦娥三號”月球探測器發射,中國將首次實現地外天體(ti) 軟著陸及巡視勘察。中國航天科技集團公司第八研究院(以下簡稱“上海航天八院”)有關(guan) 負責人在接受21世紀經濟報道記者采訪時透露,該院承擔了“嫦娥三號”月球車四個(ge) 半分係統的研製。該院正計劃將用於(yu) 月球車的移動係統和機械臂等機器人技術向民用領域拓展,用於(yu) 服務和工業(ye) 機器人,實現“軍(jun) 轉民”。
月球車移動係統曾經上千次試驗
上海航天八院805所探月工程型號指揮施飛舟告訴21世紀經濟報道記者,“嫦娥三號”探測器由著陸器和月球車兩(liang) 個(ge) 部分組成。按照計劃,探測器將在著陸後擇機釋放月球車,著陸器開展就位探測,月球車開展巡視勘察。
施飛舟介紹說,在月麵分離過程中,月球車要從(cong) 著陸器向月麵轉移;在月晝時,月球車需要完成前進、後退、製動、爬坡、越障、過坑、原地轉向、行進間轉向等多種移動功能;而在月夜過程,月球車要保證自身生存,原地靜止不動並在度過月夜後恢複移動能力。而以上這些,都需要靠移動分係統來完成。上海航天八院805所承擔了“嫦娥三號”月球車四個(ge) 半分係統的研製。
“移動分係統是月球車的移動平台,采用主副搖臂差動式懸架、六輪獨立驅動、四輪獨立轉向的構型方案,實現了對月麵地形地貌的自主適應能力,可保證巡視器在六輪始終著地的情況下,可靠通過月表不同坡度、障礙等地形地貌,能夠有效減少地形對車體(ti) 姿態變化的影響,保證車身穩定性。”施飛舟說。
和傳(chuan) 統衛星、載人航天相比,探月環境條件更為(wei) 惡劣,月麵地形地貌複雜,對產(chan) 品的性能指標要求更高。“為(wei) 了檢驗月球車在複雜未知環境下完成巡視任務的能力,我們(men) 在地麵上做了大量試驗,模擬月球表麵障礙物的大小、坡度、高低溫、真空度。”施飛舟稱,上海航天八院從(cong) 2009年開始在六個(ge) 試驗場進行月球車分係統模擬試驗,用從(cong) 吉林購買(mai) 的火山灰來模擬月球表麵的土壤。
21世紀經濟報道記者實地觀看了其中一處試驗場,隻見高出地麵幾十公分的試驗池內(nei) 填滿灰色的火山灰,並設有坡度和障礙,最大程度上模擬月表環境。施飛舟說,僅(jin) 這一個(ge) 試驗場就做過300多次月球車的行走試驗。
此外,2011年10月至11月八院在甘肅敦煌庫姆塔格沙漠無人區進行了專(zhuan) 項的月球車外場試驗。
不過,在目前技術條件下,模擬試驗還有一定局限。施飛舟介紹說,相對比較薄弱的是對月層的模擬,因為(wei) 對其認識還不夠多,這方麵也是未來的風險所在。
月球環境惡劣還表現在巨大的晝夜溫差,月球的一個(ge) 晝夜相當於(yu) 地球的14個(ge) 晝夜,白天最高溫度達到150攝氏度,夜晚最低則達到-170攝氏度。施飛舟表示,月球車使用了新型塗層材料來抵禦高溫和嚴(yan) 寒,保證其實現月夜生存,當環境達到一定溫度時再展開工作。
位於(yu) 月球車前端的微小型機械臂,也是上海航天八院研製的創新技術。施飛舟告訴記者,該機械臂是國內(nei) 首個(ge) 高精度、智能化閉環控製的空間機械臂產(chan) 品,能夠識別非合作目標並且自主規劃運動路線。它長僅(jin) 0.5米卻能實現3個(ge) 自由度的運動,運動的精度更是能精確到正負2毫米。
機械臂未來更輕更節能
上海航天八院805所一位專(zhuan) 家告訴21世紀經濟報道記者,未來移動分係統和機械臂這兩(liang) 種月球車的關(guan) 鍵技術,將有望在中國的機器人產(chan) 業(ye) 進行民用推廣。
“月球車其實就是一個(ge) 機器人,移動係統和機械臂技術都可以民用,如服務和工業(ye) 機器人。”這位專(zhuan) 家稱,上海機器人產(chan) 業(ye) 技術創新戰略聯盟已於(yu) 2012年10月成立,上海航天八院805所作為(wei) 副理事長單位也在參與(yu) 上海市機器人產(chan) 業(ye) 的重大項目攻關(guan) ,比如將移動探測技術用於(yu) 防爆防恐機器人。
另一位不願透露姓名的805所設計人員對記者稱,通過前期調研,他們(men) 發現目前國內(nei) 機器人產(chan) 業(ye) 仍以工業(ye) 機器人為(wei) 主,其中70%至80%依賴進口,國內(nei) 的相關(guan) 科研機構多數隻是從(cong) 事機器人的基礎研發,很多企業(ye) 尚處於(yu) 起步階段。
“我們(men) 想通過前期積累的一些技術來從(cong) 事機器人核心元器件和整機的研發,製造一些擁有自主知識產(chan) 權的元器件,同時實現社會(hui) 和經濟效益。並根據市場需求,針對不同應用對象進行不同組合搭載,適合不同用途。”上述設計人員說。
他還透露,在上海市核電辦和經委支持下,上海航天八院正在和國核電站運行服務技術公司尋求合作,研發用於(yu) 核電站檢測維護的民用機器人。“因為(wei) 我們(men) 也要結合自己的優(you) 勢,研究空間輻射環境下的機器技術也是我們(men) 一個(ge) 特色。”他說。“我們(men) 想找到既適合於(yu) 市場,也適合於(yu) 我們(men) 自身特點的方向。”
同時,上海航天八院805所也在根據現有能力申報一些上海科委和經委的關(guan) 於(yu) 機器人技術的課題,例如,研發基於(yu) 高功率密度的驅動器,提高機械臂的功率密度。
“這樣的話,機械臂可以更小更輕,但可以舉(ju) 起更重的東(dong) 西。本身輕了,需要的能源也少了,就可以很方便的搭載在一個(ge) 移動平台上,可以用於(yu) 服務機器人、醫用機器人、特種防爆檢測機器人等等。” 前述805所專(zhuan) 家解釋說。
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