人工智能机械手臂(机器人手臂图片)
这是成年人手臂张开之后的样子。
一般来说，它的长度是等同于他的身高，咱们就按照1米8来算好了。
小鲸带大家开个脑洞，如果把这个长度拉伸到10米，它会变成什么样子呢？
不不不，这不是怪物！
这是中国空间站天和核心舱机械臂的长度。
那么问题来了:
空间站上的机械臂是如何工作的？
跟正在运行的国际空间站上的机械臂相比较，咱们的优势在哪里？
空间站机械臂一说到空间站上的机械臂，你会看到宇航员经常利用它，来移动空间站周围的物体和搭建空间站。
看起来平平无奇的嘛！
但是小鲸想说，这玩意科技含量可高了。说它是空间站的核心技术之一，一点都不为过！
小鲸为啥这么说呢？
咱们平时用手抓物体，别管你是方的圆的 还是奇奇怪怪的形状，都能一提就抓上来了，很简单对吧！
但是空间站上的机械臂抓东西可就不一样了。
如果你仔细观察过它的末端，会发现有个奇怪形状的家伙，它的专业名词叫做末端执行器。
机械臂就是依靠它才能抓住物体，但是这个物体也不是随随便便任何东西都可以的。
我去抓个别的国家的卫星玩玩！
不好意思！
机械臂表示这玩意我抓不了！
为啥呢？
因为它抓的物体都需要特殊的接口才可以。
国际空间站抓取SpaceX龙飞船的片段，不知道大家还有印象没？
等快到空间站的时候，龙飞船会伸出相应的对接接口，然后空间站上的机械臂会使用末端执行器与之对接，对接成功后才能完成捕获。
也就是说，机械臂想要捕获物体，对应的物体还必须要有特殊的接口才可以。
机械臂功能同时机械臂本身就是一个高精密的智能机器人，它需要具备很多能力，比如精确操作和视觉识别能力。
视觉识别，你可以理解就是机械臂的"眼睛"。通过这双眼睛，它可以自己完成自动对接，当然了，航天员进行手动遥控完成也是可以的。
拿目前国际空间站上使用的是机械臂举个例子吧。
它是加拿大斯巴宇航公司生产的第二代空间站遥控机械臂系统，俗称“加拿大臂2”。
这玩意长17.6米、7个自由度，也就是可以连通7个机动化关节，就跟咱们双手一样灵活。
正因如此，它在空间站的建设、维护、补给和使用的过程中，发挥了不可缺少的作用，加拿大也因这项重要贡献，获得了国际空间站3%的使用权。
除了这个以外，空间站上还有欧洲机械臂和日本机械臂。
中国空间站机械臂咱们这次发射的天和核心舱，里面所携带的机械臂，臂长10.2米，质量738公斤，承载能力25吨，也有7个自由度。
在与国际先进机械臂各项指标对比中，咱们在其中的承载能力、精度和速度等关键指标，都处于国际领先水平，并且它的全部核心组件完完全全都是纯国产的。
比如:
机械臂的"眼睛"-视觉系统，它是由西安交大人工智能与机器人研究所团队完成。
机械臂的"触觉神经" -也就是末端执行器上面的好多传感器，它们为机械臂实现精准控制提供重要依据，是由四院44研究所自主研制。
机械臂的"头部"和"尾部"-末端执行器，它是由天津航天机电设备研究所研制。
机械臂的"关节"-长长的传动轴系统，它是由中国航天科技集团公司一院18所研制。
机械臂难点分析我举个关节这个例子来说说。
它的难点在于，一方面是传动及轴系结构很复杂，并且精度要求非常高，需要综合考虑布局及测量等方面的影响，也就是说对细节方面要求非常高。
要知道差之毫厘谬以千里，在外太空也是如此！
另一方面还要考虑产品装配工艺性及在轨维修性等方面的影响，也是这玩意要耐用，工艺要求很高！
并且咱们有两套机械臂，一套是核心舱主机械臂，另一套是问天号实验舱机械臂。
两个机械臂一大一小，可以在核心舱段上自由爬行，实现空间站外表面的全触达。
大的能够在太空中抓取重达25吨的物体，小的与其配合使用，工作时最大长度可达18米左右，直径约4米左右，可以完成像人的两条手臂和两只手一样的动作。
这使得它可以轻松抓取物体，将其运送至空间站外部的任何位置，方便设备的对接、安装、变轨、分离等操作。
当然了，这么强大的机械臂，它的工作是需要电能的。
电能方面，咱们这次天和核心舱使用的是，大功率LT-100型霍尔电推系统。
它是一种不依赖化学燃烧就能产生推力的设备，可以将太阳能先转化为电能，电能再转化为机械能。
由于不需要使用固体或液体燃料，所以它减少了航天器对燃料的需求，也就大幅减轻了航天器的重量。
毫不夸张的说，燃料消耗比国际空间站低一个数量级！
后续等到咱们的天宫空间站完全建成后，一年只需发射一艘13吨级“天舟”货运飞船就可以满足燃料补给需求，而国际空间站每年需要发射4艘货运飞船才可以。
电池方面，咱们使用的是目前世界上最先进的三结砷化镓太阳能电池翼。
它的光电转换效率高达50%以上，而传统的晶硅电池通常只有20%左右，此外，它还具有很好的耐温性，250℃高温也能正常工作。
翼展方面，天和号核心舱目前翼展长是13米，而未来将发射升空的“问天”号和“梦天”号两个实验舱的太阳翼单侧翼展将达到30米！
到那时，“天宫”号空间站的供电能力将达到100千瓦，要知道目前体量是“天宫”号4倍的国际空间站，它只能提供80余千瓦电量，而且还必须外挂散热片才可以。
天和核心舱是中国空间站的关键舱段，它就像大树的树干一样，其他的舱段就如同大树的根、枝、叶，安装在核心舱的接口上，不断向外延伸。
而空间站上的机械臂就连接这些大树组件的关节，有了它，空间站这颗大树才能越长越大！
感悟回望浩瀚无垠的太空，中国人注视了太久太久。
唐朝著名诗人李白曾有诗句：“俱怀逸兴壮思飞，欲上青天揽明月”，它的意思就是说，我们都怀有豪情逸兴、雄心壮志，酒酣兴发，更是飘然欲飞，想登上青天摘取明月。
然而在很长时间，遥远的400公里外的那个国际空间站。
虽然是说国际，却是由美国主导的16个国家和地区共同建造的，拿着各种理由借口不带咱们中国玩！
这就好比你去面试，面试官拿着各种原因说你这不合适那不合适。换做是你，你会怎么办？
那就让自己变强大一点！
不是有句话是这么说的，自己动手丰衣足食。
于是在残酷的现实面前，我们走上独立建设空间站的道路。
经过这么多年的不断努力，如今中国空间站的天和号核心舱已经发射成功，未来会陆续建设其他组件。
到2024年左右，目前在轨的国际空间站就将彻底报废，到时整个太空就只有我们中国天宫空间站了。
小鲸想说，未来的太空没有了漂亮国的主导，咱们中国人照样玩得转！
不仅玩得转！
而且还要比你们玩得更好！
中国的航天技术能发展到今天辉煌成就，凭的就是我们中国人自己努力的结果，这里面不仅仅是国家大量的资金投入，许多高科技人才的培养，还有就是世界第二大经济体的底气！
最后还是那句话：
过去你对中国爱搭不理，如今中国让你高攀不起！
本文由woniu于2021-10-06发表在中国AI网，如有疑问，请联系我们。
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