中國航天科技(15.93, 0.09, 0.57%)部門有關(guān)負責(zé)人透露,用于“嫦娥三號”月球車的一些關(guān)鍵技術(shù)將可望實現(xiàn)“軍轉(zhuǎn)民”,被應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域,推動國內(nèi)機器人(42.410, 0.55, 1.31%)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
隨著12月2日“嫦娥三號”月球探測器發(fā)射,中國將首次實現(xiàn)地外天體軟著陸及巡視勘察。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(guān)負責(zé)人在接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪時透露,該院承擔了“嫦娥三號”月球車四個半分系統(tǒng)的研制。該院正計劃將用于月球車的移動系統(tǒng)和機械臂等機器人技術(shù)向民用領(lǐng)域拓展,用于服務(wù)和工業(yè)機器人,實現(xiàn)“軍轉(zhuǎn)民”。
月球車移動系統(tǒng)曾經(jīng)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(jīng)濟報道記者,“嫦娥三號”探測器由著陸器和月球車兩個部分組成。按照計劃,探測器將在著陸后擇機釋放月球車,著陸器開展就位探測,月球車開展巡視勘察。
施飛舟介紹說,在月面分離過程中,月球車要從著陸器向月面轉(zhuǎn)移;在月晝時,月球車需要完成前進、后退、制動、爬坡、越障、過坑、原地轉(zhuǎn)向、行進間轉(zhuǎn)向等多種移動功能;而在月夜過程,月球車要保證自身生存,原地靜止不動并在度過月夜后恢復(fù)移動能力。而以上這些,都需要靠移動分系統(tǒng)來完成。上海航天八院805所承擔了“嫦娥三號”月球車四個半分系統(tǒng)的研制。
“移動分系統(tǒng)是月球車的移動平臺,采用主副搖臂差動式懸架、六輪獨立驅(qū)動、四輪獨立轉(zhuǎn)向的構(gòu)型方案,實現(xiàn)了對月面地形地貌的自主適應(yīng)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姿態(tài)變化的影響,保證車身穩(wěn)定性。”施飛舟說。
和傳統(tǒng)衛(wèi)星、載人航天相比,探月環(huán)境條件更為惡劣,月面地形地貌復(fù)雜,對產(chǎn)品的性能指標要求更高。“為了檢驗月球車在復(fù)雜未知環(huán)境下完成巡視任務(wù)的能力,我們在地面上做了大量試驗,模擬月球表面障礙物的大小、坡度、高低溫、真空度。”施飛舟稱,上海航天八院從2009年開始在六個試驗場進行月球車分系統(tǒng)模擬試驗,用從吉林購買的火山灰來模擬月球表面的土壤。
21世紀經(jīng)濟報道記者實地觀看了其中一處試驗場,只見高出地面幾十公分的試驗池內(nèi)填滿灰色的火山灰,并設(shè)有坡度和障礙,最大程度上模擬月表環(huán)境。施飛舟說,僅這一個試驗場就做過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(qū)進行了專項的月球車外場試驗。
不過,在目前技術(shù)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,因為對其認識還不夠多,這方面也是未來的風(fēng)險所在。
月球環(huán)境惡劣還表現(xiàn)在巨大的晝夜溫差,月球的一個晝夜相當于地球的14個晝夜,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,月球車使用了新型涂層材料來抵御高溫和嚴寒,保證其實現(xiàn)月夜生存,當環(huán)境達到一定溫度時再展開工作。
位于月球車前端的微小型機械臂,也是上海航天八院研制的創(chuàng)新技術(shù)。施飛舟告訴記者,該機械臂是國內(nèi)首個高精度、智能化閉環(huán)控制的空間機械臂產(chǎn)品,能夠識別非合作目標并且自主規(guī)劃運動路線。它長僅0.5米卻能實現(xiàn)3個自由度的運動,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(jié)能
上海航天八院805所一位專家告訴21世紀經(jīng)濟報道記者,未來移動分系統(tǒng)和機械臂這兩種月球車的關(guān)鍵技術(shù),將有望在中國的機器人產(chǎn)業(yè)進行民用推廣。
“月球車其實就是一個機器人,移動系統(tǒng)和機械臂技術(shù)都可以民用,如服務(wù)和工業(yè)機器人。”這位專家稱,上海機器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟已于2012年10月成立,上海航天八院805所作為副理事長單位也在參與上海市機器人產(chǎn)業(yè)的重大項目攻關(guān),比如將移動探測技術(shù)用于防爆防恐機器人。
另一位不愿透露姓名的805所設(shè)計人員對記者稱,通過前期調(diào)研,他們發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)機器人產(chǎn)業(yè)仍以工業(yè)機器人為主,其中70%至80%依賴進口,國內(nèi)的相關(guān)科研機構(gòu)多數(shù)只是從事機器人的基礎(chǔ)研發(fā),很多企業(yè)尚處于起步階段。
“我們想通過前期積累的一些技術(shù)來從事機器人核心元器件和整機的研發(fā),制造一些擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的元器件,同時實現(xiàn)社會和經(jīng)濟效益。并根據(jù)市場需求,針對不同應(yīng)用對象進行不同組合搭載,適合不同用途。”上述設(shè)計人員說。
他還透露,在上海市核電辦和經(jīng)委支持下,上海航天八院正在和國核電站運行服務(wù)技術(shù)公司尋求合作,研發(fā)用于核電站檢測維護的民用機器人。“因為我們也要結(jié)合自己的優(yōu)勢,研究空間輻射環(huán)境下的機器技術(shù)也是我們一個特色。”他說。“我們想找到既適合于市場,也適合于我們自身特點的方向。”
同時,上海航天八院805所也在根據(jù)現(xiàn)有能力申報一些上??莆徒?jīng)委的關(guān)于機器人技術(shù)的課題,例如,研發(fā)基于高功率密度的驅(qū)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,但可以舉起更重的東西。本身輕了,需要的能源也少了,就可以很方便的搭載在一個移動平臺上,可以用于服務(wù)機器人、醫(yī)用機器人、特種防爆檢測機器人等等。” 前述805所專家解釋說。
轉(zhuǎn)載請注明出處。