问天之问（五）精彩亮相！小机械臂完成在轨测试

中国载人航天 2022-08-02 21:04 Posted on 北京

近期，随问天实验舱上行的小机械臂成功完成一系列在轨功能、性能测试，各项指标均表现优异，达到了预期效果。今天，“问天之问”第五话细节满满，为你展示问天实验舱小机械臂在轨测试的全流程。

问天实验舱舱外安装的小机械臂

什么是小机械臂？作为空间站“明星”部件之一，相比于核心舱配备的大机械臂，小机械臂更加精巧，采用了7自由度对称构型，两端各有一个末端作用器；其臂长近6米，有效操作空间约5米，最大负载3吨；可单独使用，也可与大机械臂形成组合机械臂；支持航天员出舱活动、舱外状态检查、舱外货物转移及安装、舱外维护维修、载荷照料、光学设施维护等6项应用任务。

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科研人员正在检测小机械臂

小机械臂首次随舱段上行并进行了功能、性能在轨确认，测试内容有哪些呢？让我们一起了解下！

一、火工品解锁

小机械臂在轨测试，首先要做的就是进行火工品解锁。在解锁后，小机械臂就可以加电开始进行各项测试。航天火工装置是以引燃火药、引爆炸药或做机械功的一次性使用的元器件和装置的总称。

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小机械臂第一视角

二、 产品自检

小机械臂进行解锁后，小机械臂在轨测试逐步展开。科研人员首先对机械臂的各项产品进行检查，其检查内容主要包括了控制器状态确认、关节检查、末端检查等。

三、 单关节展开

单关节展开是对小机械臂的各个关节进行测试，确认关节能够正常展开。在太空完成各项精细操作、巡检等任务需要小机械臂有足够的覆盖面积。为此，需要检测小机械臂上的单关节能否正常展开工作。这就好比人的关节，关节能活动自如，人才能顺利行走。

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小机械臂关节展开

四、 爬行动作确认

小机械臂在关节展开后，就会在舱壁上进行爬行动作确认，这是机械臂进行舱外作业的重要基础。机械臂爬行看似容易，实则有着许多技术困难。机械臂爬行过程中所对接的适配器长时间暴露在空间环境效应下，会面临老化和退化的风险。为此，科研人员会设计一个自动闭合装置，以保护舱壁上机械臂对接的适配器，但同时也增加了机械臂爬行的难度，所以需要确认其闭合装置可正常运行后，再进行爬行任务。

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小机械臂

五、脱离基座

在小机械臂末端对接舱壁上的适配器后，小机械臂的另一个末端需要从基座脱离，这是小机械臂完整迈出的“第一步”。如同走路需要一步一个脚印，当小机械臂的第二个末端脱离基座后，小机械臂才真正意义上实现舱壁“行走”。小机械臂能否从基座顺利脱离，决定着它开展后续任务的能力。

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小机械臂舱外行走

六、太阳翼、出舱口巡检

      与载荷靶标标定

在小机械臂爬行过程中，会经过舱壁上4个小机械臂适配器，每个适配器就像是小机械臂的“脚印”，小机械臂在途经所有“脚印”后，才能确保每一个适配器点位都得到测试验证。在这个过程中，小机械臂会同时进行太阳翼、出舱口巡检和载荷靶标标定工作，在一切确认无误后，小机械臂会回到原来的位置，形成长期存储构型。

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小机械臂末端正在对接适配器

七、联合测试

地面科研人员对小机械臂进行测试确认后，开展航天员、小机械臂、小机械臂操作台的“三方联合测试”，航天员会在操作台面板对小机械臂进行操作测试。这是神舟十四号乘组首次控制、操作小机械臂。

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看完这些是不是对小机械臂的在轨测试工作有了初步了解？后续，科研人员还将展开大机械臂在轨测试，测试完成后，大小机械臂将为后续出舱等任务提供支持。可以说，空间站配置的大小两个机械臂，实现了1+1＞2的实用功能，满足空间站任务的需求。