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嫦娥三号月球车技术拟转民用 引燃机器人产业商机

发布日期: 2013-12-04    稿件来源:21世纪经济报道    发布:周舟    阅读次数:2898 次
 

中国航天科技部门有关负责人透露,用于“嫦娥三号”月球车的一些关键技术将可望实现“军转民”,被应用于商业领域,推动国内机器人产业的发展。

随着12月2日“嫦娥三号”月球探测器发射,中国将首次实现地外天体软着陆及巡视勘察。中国航天科技集团公司第八研究院(以下简称“上海航天八院”)有关负责人在接受21世纪经济报道记者采访时透露,该院承担了“嫦娥三号”月球车四个半分系统的研制。该院正计划将用于月球车的移动系统和机械臂等机器人技术向民用领域拓展,用于服务和工业机器人,实现“军转民”。

月球车移动系统曾经上千次试验

上海航天八院805所探月工程型号指挥施飞舟告诉21世纪经济报道记者,“嫦娥三号”探测器由着陆器和月球车两个部分组成。按照计划,探测器将在着陆后择机释放月球车,着陆器开展就位探测,月球车开展巡视勘察。

施飞舟介绍说,在月面分离过程中,月球车要从着陆器向月面转移;在月昼时,月球车需要完成前进、后退、制动、爬坡、越障、过坑、原地转向、行进间转向等多种移动功能;而在月夜过程,月球车要保证自身生存,原地静止不动并在度过月夜后恢复移动能力。而以上这些,都需要靠移动分系统来完成。上海航天八院805所承担了“嫦娥三号”月球车四个半分系统的研制。

“移动分系统是月球车的移动平台,采用主副摇臂差动式悬架、六轮独立驱动、四轮独立转向的构型方案,实现了对月面地形地貌的自主适应能力,可保证巡视器在六轮始终着地的情况下,可靠通过月表不同坡度、障碍等地形地貌,能够有效减少地形对车体姿态变化的影响,保证车身稳定性。”施飞舟说。

和传统卫星、载人航天相比,探月环境条件更为恶劣,月面地形地貌复杂,对产品的性能指标要求更高。“为了检验月球车在复杂未知环境下完成巡视任务的能力,我们在地面上做了大量试验,模拟月球表面障碍物的大小、坡度、高低温、真空度。”施飞舟称,上海航天八院从2009年开始在六个试验场进行月球车分系统模拟试验,用从吉林购买的火山灰来模拟月球表面的土壤。

21世纪经济报道记者实地观看了其中一处试验场,只见高出地面几十公分的试验池内填满灰色的火山灰,并设有坡度和障碍,最大程度上模拟月表环境。施飞舟说,仅这一个试验场就做过300多次月球车的行走试验。

此外,2011年10月至11月八院在甘肃敦煌库姆塔格沙漠无人区进行了专项的月球车外场试验。

不过,在目前技术条件下,模拟试验还有一定局限。施飞舟介绍说,相对比较薄弱的是对月层的模拟,因为对其认识还不够多,这方面也是未来的风险所在。

月球环境恶劣还表现在巨大的昼夜温差,月球的一个昼夜相当于地球的14个昼夜,白天最高温度达到150摄氏度,夜晚最低则达到-170摄氏度。施飞舟表示,月球车使用了新型涂层材料来抵御高温和严寒,保证其实现月夜生存,当环境达到一定温度时再展开工作。

位于月球车前端的微小型机械臂,也是上海航天八院研制的创新技术。施飞舟告诉记者,该机械臂是国内首个高精度、智能化闭环控制的空间机械臂产品,能够识别非合作目标并且自主规划运动路线。它长仅0.5米却能实现3个自由度的运动,运动的精度更是能精确到正负2毫米。

机械臂未来更轻更节能

上海航天八院805所一位专家告诉21世纪经济报道记者,未来移动分系统和机械臂这两种月球车的关键技术,将有望在中国的机器人产业进行民用推广。

“月球车其实就是一个机器人,移动系统和机械臂技术都可以民用,如服务和工业机器人。”这位专家称,上海机器人产业技术创新战略联盟已于2012年10月成立,上海航天八院805所作为副理事长单位也在参与上海市机器人产业的重大项目攻关,比如将移动探测技术用于防爆防恐机器人。

另一位不愿透露姓名的805所设计人员对记者称,通过前期调研,他们发现目前国内机器人产业仍以工业机器人为主,其中70%至80%依赖进口,国内的相关科研机构多数只是从事机器人的基础研发,很多企业尚处于起步阶段。

“我们想通过前期积累的一些技术来从事机器人核心元器件和整机的研发,制造一些拥有自主知识产权的元器件,同时实现社会和经济效益。并根据市场需求,针对不同应用对象进行不同组合搭载,适合不同用途。”上述设计人员说。

他还透露,在上海市核电办和经委支持下,上海航天八院正在和国核电站运行服务技术公司寻求合作,研发用于核电站检测维护的民用机器人。“因为我们也要结合自己的优势,研究空间辐射环境下的机器技术也是我们一个特色。”他说。“我们想找到既适合于市场,也适合于我们自身特点的方向。”

同时,上海航天八院805所也在根据现有能力申报一些上海科委和经委的关于机器人技术的课题,例如,研发基于高功率密度的驱动器,提高机械臂的功率密度。

“这样的话,机械臂可以更小更轻,但可以举起更重的东西。本身轻了,需要的能源也少了,就可以很方便的搭载在一个移动平台上,可以用于服务机器人、医用机器人、特种防爆检测机器人等等。” 前述805所专家解释说。

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