文(wen)章來源：中國(guo)航天科(ke)技集團公司 發(fa)布時間：2016-03-20
人工(gong)智能可以隨意牽引機械臂(bei)運(yun)動嗎(ma)？如今(jin)，中國航天科技(ji)集團公司五院總環部的科研人員將這一設想成功應用(yong)到我國探月工(gong)程三期的型號研制(zhi)中。
人機交(jiao)互助總裝一臂之力
航天(tian)器(qi)不同于汽(qi)車(che)等(deng)批量化(hua)工業產品，往(wang)往(wang)生產單件產品，裝配操作主要由(you)人工完成，自動化(hua)水平相對(dui)落(luo)后。對(dui)于重(zhong)量大、安裝位置特殊的零(ling)部件，現(xian)有(you)人工操作方(fang)式控制精度低(di)，穩定性(xing)差，安全風險(xian)高(gao)。
機械臂(bei)可(ke)以穩(wen)定地保持(chi)抓取物(wu)體，還能精(jing)確調整位置和姿(zi)態(tai)。但眾所周知，機械臂(bei)適(shi)用(yong)于大量重(zhong)復性工作，應用(yong)于航天(tian)器(qi)總裝多少(shao)有些(xie)不切實際。
當(dang)前機(ji)(ji)械臂行(xing)(xing)業中(zhong)(zhong)，能(neng)夠進(jin)行(xing)(xing)人(ren)機(ji)(ji)交互的(de)合作(zuo)(zuo)型機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)是(shi)發(fa)展的(de)最前沿(yan)方(fang)向(xiang)。為了(le)將(jiang)(jiang)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)優勢發(fa)揮(hui)在航(hang)(hang)天器(qi)(qi)總(zong)裝中(zhong)(zhong)，總(zong)環部開(kai)發(fa)出柔性力(li)控的(de)新型機(ji)(ji)械臂控制方(fang)式，實現操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)者直接操(cao)(cao)(cao)控機(ji)(ji)械臂抓(zhua)取工件，能(neng)輕松對大重量工件進(jin)行(xing)(xing)調整，相當(dang)于直接對懸浮于空中(zhong)(zhong)的(de)物體進(jin)行(xing)(xing)操(cao)(cao)(cao)控，達到“四兩撥千斤(jin)”的(de)效果。而這一操(cao)(cao)(cao)作(zuo)(zuo)方(fang)式也將(jiang)(jiang)人(ren)的(de)靈(ling)活性與機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)穩(wen)定性完美(mei)結合，在多種復雜的(de)航(hang)(hang)天器(qi)(qi)總(zong)裝工作(zuo)(zuo)中(zhong)(zhong)發(fa)揮(hui)了(le)作(zuo)(zuo)用(yong)。
自動裝配達(da)國際(ji)先(xian)進水(shui)平(ping)
近期(qi)，總(zong)環部(bu)成(cheng)功利(li)用(yong)機械(xie)臂系統(tong)采(cai)用(yong)柔性力(li)控技術(shu)完(wan)成(cheng)了探月工程三期(qi)任務(wu)中的(de)3臺(tai)大(da)重量(liang)(liang)設(she)備安裝(zhuang)，解決了困(kun)擾總(zong)裝(zhuang)人(ren)員已久的(de)裝(zhuang)配難(nan)題。這3臺(tai)大(da)重量(liang)(liang)設(she)備重量(liang)(liang)大(da)，安裝(zhuang)環境(jing)狹(xia)小，采(cai)用(yong)傳統(tong)方法(fa)安裝(zhuang)磕碰風險高，容(rong)易損壞內部(bu)精密部(bu)件(jian)。此次該部(bu)開(kai)發(fa)的(de)機械(xie)臂系統(tong)具有(you)靈敏的(de)碰撞檢測防護(hu)功能——在抓(zhua)取工件(jian)與周圍物體發(fa)生(sheng)接(jie)(jie)觸(chu)時，機器人(ren)會(hui)立即停止繼續運動(dong)，發(fa)生(sheng)接(jie)(jie)觸(chu)方向(xiang)的(de)運動(dong)被禁(jin)止，而(er)其(qi)他(ta)方向(xiang)的(de)運動(dong)仍然可以進行。
機械臂(bei)柔(rou)性(xing)力控(kong)技術的(de)實現(xian)及(ji)成功應用，對(dui)逐步提(ti)高航天器裝配自動化水(shui)平具有重要意義。目前，在世界范圍內，KUKA公司、ABB公司都開(kai)發了(le)小型(xing)人機協(xie)作(zuo)機械臂(bei)，能(neng)夠操作(zuo)10千克左右(you)的(de)物(wu)體。而此次(ci)總環(huan)部開(kai)發的(de)人機協(xie)作(zuo)機器人系(xi)統擁有自主知識產權，是(shi)通(tong)過設置(zhi)高靈敏度力傳(chuan)感器并開(kai)發重力補(bu)償算法(fa)、柔(rou)性(xing)力控(kong)算法(fa)得(de)以(yi)實現(xian)，可以(yi)對(dui)100千克以(yi)上物(wu)體實現(xian)人機協(xie)作(zuo)控(kong)制(zhi)。