新京报客户端

好新闻 无止境

立即打开
月球采样机械臂亮相世界机器人大会,设计师揭秘设计过程
新京报 记者 张璐 张建林 王嘉宁 编辑 白爽
2021-09-10 19:04
一个物体在月球上的重力为地球上的六分之一,在地球上,如果机械臂伸展开来,对其“肩关节”的负载太大,因此无法现场展示取样过程。

新京报快讯(记者 张璐 见习记者 张建林)今年的世界机器人大会迎来一件重磅展品——月球采样机械臂。这台仪器曾在去年12月实现全球首次月面无人多点多次的选择性采样,并获取1.5kg月壤样品,采集量居世界第一。这项关键性技术也达到了国际领先水平。


月球采样机械臂。新京报记者 王嘉宁 摄


虽然躺在展桌上没有“舒展”开,但仔细观察,记者发现,月球采样机械臂有两根类似人手臂大小的臂杆,小臂杆上安装了摄像头,机械臂末端的两侧有两个类似铲子或带钩状的铁锹采集器。嫦娥五号月球采样机械臂主任设计师姜水清介绍,机械臂安装在着陆器的顶板上,展开共有4.3米长。

 

在月球“抓土”并不容易,中国空间技术研究院相关工作人员介绍,月球采样机械臂攻克了月面无人自主采样与样品抓取转移、大负载/高精度/轻量化设计、复杂光照背景高精度视觉测量、地月大延时协同控制技术等空间机器人技术领域难题,具备铲、挖、浅钻、吸纳等多形式采样能力,是我国首个实际工程应用、具有完全自主知识产权的空间智能机械臂。

 

姜水清说,机械臂的研发难度在于任务的环境是未知的,要真正处在月球着陆区的采样地点,才能知道这个区域的地形地貌,月壤到底是密实还是疏松。“机械臂功耗、传感、重量等都是受限的。”他说,机械臂的重量受限,就无法像工业机器人一样粗壮,可用的传感器也比较少。同时,机械臂还需要能承受力、热、真空、辐射等复杂空间环境。

 

为此,设计师研究并制作了模拟月壤,分为三种状态,验证机械臂的采样能力。“一是标称月壤,就是着陆区可能存在的月壤,同时考虑到任务的可靠性,我们还设计了挑战月壤和极限月壤,取样难度依次递增。” 姜水清说,极限月壤最密实,成年男性踩在上面都没有痕迹。

 

机械臂为何不能在大会现场展示取样过程?姜水清表示,一个物体在月球上的重力为地球上的六分之一,在地球上,机械臂像一只胳膊一样,如果伸展开来,对其“肩关节”的负载太大。

 

“我们在地面测试验证时,设计人员使用1/6重力的补偿装置,防止机械臂负载过大。嫦娥五号采样机械臂采用气球吊挂的方式,抵消一部分地球重力。而地面采样验证则有专门场所,可以模拟月面采样区地形等环境。”姜水清介绍。

 

新京报记者 张璐 见习记者 张建林

摄影记者 王嘉宁

编辑 白爽 校对 李立军

来阅读我的更多文章吧
张璐
新京报记者
记者主页
张建林
新京报记者
记者主页
相关推荐
做手术、跑半马、上春晚,石景山的机器人企业各有各的本事——
新京号
北大推出两款教学“神器”!
新京号
2026北京图书订货会,这些新书和活动值得我们回顾
文化
919个字,北大团队用AI复原了它
新京号
芜湖新产品、新技术,闪亮登场!
新京号
中国北京种业大会开幕,世界首台育种机器人亮相
北京

新京报报料邮箱:82708677@bjnews.com.cn