文(wen)章來源(yuan)：中國航天科技集團公(gong)司 發布時間(jian)：2016-03-20
人(ren)工智能可以隨意牽引機械臂運動嗎？如今，中(zhong)國(guo)(guo)航天科技(ji)集團公司五(wu)院總環部的(de)科研人(ren)員(yuan)將(jiang)這(zhe)一設想成功(gong)應用到(dao)我國(guo)(guo)探月(yue)工程三期(qi)的(de)型號研制中(zhong)。
人機交互助總裝一臂之力
航(hang)天器不(bu)同于汽車等批量(liang)化(hua)工(gong)業產品，往(wang)往(wang)生(sheng)產單件產品，裝(zhuang)配(pei)操作主要由(you)人工(gong)完成，自動(dong)化(hua)水(shui)平(ping)相(xiang)對(dui)落后。對(dui)于重量(liang)大(da)、安裝(zhuang)位置特(te)殊(shu)的零部件，現有人工(gong)操作方式控制精度低，穩定性差，安全風(feng)險高。
機械臂(bei)可以穩定地保(bao)持(chi)抓取物體(ti)，還能精確調整位置和姿(zi)態。但眾所周知，機械臂(bei)適用于大(da)量(liang)重復性工作，應用于航天器(qi)總裝多少有些不切實際。
當前(qian)機(ji)(ji)械(xie)臂(bei)行(xing)業中，能(neng)(neng)夠進行(xing)人(ren)機(ji)(ji)交互的(de)合作型機(ji)(ji)器人(ren)是發展的(de)最前(qian)沿方向。為(wei)了(le)將機(ji)(ji)器人(ren)的(de)優(you)勢發揮在航天(tian)器總裝中，總環部(bu)開發出柔性力(li)控的(de)新(xin)型機(ji)(ji)械(xie)臂(bei)控制方式(shi)，實現操作者直接操控機(ji)(ji)械(xie)臂(bei)抓取工件，能(neng)(neng)輕松對大重量工件進行(xing)調(diao)整，相當于直接對懸浮(fu)于空中的(de)物體進行(xing)操控，達到(dao)“四兩(liang)撥千斤”的(de)效果。而這一操作方式(shi)也將人(ren)的(de)靈活性與機(ji)(ji)器人(ren)的(de)穩(wen)定(ding)性完美結合，在多種復雜的(de)航天(tian)器總裝工作中發揮了(le)作用。
自動(dong)裝(zhuang)配達國(guo)際(ji)先進水(shui)平
近期，總(zong)環部成功利用(yong)機(ji)(ji)械(xie)臂系統(tong)采(cai)用(yong)柔性力控技術完成了探月(yue)工(gong)程三期任務中(zhong)的(de)3臺(tai)大重(zhong)量(liang)設備安裝(zhuang)(zhuang)，解(jie)決了困擾總(zong)裝(zhuang)(zhuang)人員已久的(de)裝(zhuang)(zhuang)配(pei)難題。這3臺(tai)大重(zhong)量(liang)設備重(zhong)量(liang)大，安裝(zhuang)(zhuang)環境狹小，采(cai)用(yong)傳統(tong)方法(fa)安裝(zhuang)(zhuang)磕碰(peng)風險高(gao)，容易損(sun)壞內部精密部件。此次(ci)該部開發(fa)的(de)機(ji)(ji)械(xie)臂系統(tong)具有靈敏(min)的(de)碰(peng)撞檢測防護(hu)功能——在抓(zhua)取(qu)工(gong)件與周圍物體發(fa)生接觸時，機(ji)(ji)器人會立即停止繼續運動，發(fa)生接觸方向的(de)運動被(bei)禁止，而其他(ta)方向的(de)運動仍然可以進(jin)行。
機(ji)(ji)械(xie)臂柔性力(li)(li)控技術的實現及(ji)成功應用，對逐(zhu)步提高(gao)航天器(qi)(qi)裝配自動(dong)化水平(ping)具有重(zhong)(zhong)要意義。目前，在(zai)世界范圍(wei)內，KUKA公司、ABB公司都(dou)開(kai)發(fa)了(le)小型人(ren)機(ji)(ji)協(xie)作(zuo)機(ji)(ji)械(xie)臂，能夠操作(zuo)10千克左右(you)的物(wu)體。而此次(ci)總(zong)環部開(kai)發(fa)的人(ren)機(ji)(ji)協(xie)作(zuo)機(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)系統擁有自主知識產(chan)權，是通過設(she)置高(gao)靈敏度力(li)(li)傳感(gan)器(qi)(qi)并開(kai)發(fa)重(zhong)(zhong)力(li)(li)補償算(suan)(suan)法、柔性力(li)(li)控算(suan)(suan)法得以實現，可以對100千克以上物(wu)體實現人(ren)機(ji)(ji)協(xie)作(zuo)控制。