日前,由法國(guó)布倫瑞克工業(yè)學(xué)院空間系統(tǒng)研究所ofSpace(IRAS)與英國(guó)考文垂工業(yè)學(xué)院結(jié)構(gòu)熱學(xué)與輕量化設(shè)計(jì)研究所ofand(SLA)組成的HOMER團(tuán)隊(duì),成功研制了應(yīng)用于太空的新型模塊化機(jī)械臂,該模塊化機(jī)械臂可以按照須要調(diào)整其厚度和自由度。每位模塊內(nèi)都設(shè)有電源處理、控制和通訊等設(shè)備。其中機(jī)械助力臂視頻,用于控制機(jī)械臂的伺服驅(qū)動(dòng)器選擇了在CAN總線領(lǐng)域有著40多年經(jīng)驗(yàn)的克薩()-LeafLightHSv2CB。
在距離月球300多千米的高空機(jī)械助力臂視頻,月球軌道空間存在著諸多飛行器和其他物體,還有大量的太空垃圾,是一個(gè)高度復(fù)雜和飽含嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的環(huán)境。在軌道上建造、維護(hù)和修理航天器有助于延長(zhǎng)它們的壽命并降低懸浮在太空的垃圾碎片,在軌服務(wù)(OOS)與在軌組裝(OOA)是有助于減輕太空垃圾日漸降低這一棘手問(wèn)題的兩種方法。
考慮到將人類送上太空成本較高且存在一定風(fēng)險(xiǎn),為了最大限度地降低修理、維護(hù)和裝配中有風(fēng)險(xiǎn)的人機(jī)交互操作,銅頭鐵臂的太空機(jī)器人具有顯著的優(yōu)勢(shì)。但是,太空機(jī)器人一般是為特定目的或應(yīng)用而創(chuàng)建的,而且須要投入大量的設(shè)計(jì)工作和昂貴的成本耗費(fèi),這常常使它不適用于許多目的。
為此,HOMER團(tuán)隊(duì)舉辦了關(guān)于機(jī)械臂的合作項(xiàng)目,通過(guò)開(kāi)發(fā)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸偏斜45°的特別規(guī)運(yùn)動(dòng)鏈,將太空應(yīng)用中使用的機(jī)械臂模塊化。該模塊化機(jī)械臂可以自行做化學(xué)調(diào)整,在操作過(guò)程中按照須要調(diào)整其厚度和自由度。
模塊化機(jī)械臂的概念是高度冗余,便于適應(yīng)多種任務(wù),并明顯減少了在飛行器中占用的裝載空間,同時(shí)提升了操作靈活性。據(jù)悉,使用一個(gè)多功能通訊儀作為模塊聯(lián)接器,可在操作中實(shí)現(xiàn)自行重新配置。
HOMER團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了兩個(gè)在月球上的演示器;大型檢測(cè)及修理臂-andArm(LISA)和用于重新配置和抓取的小型臂--sizedArmforand’(MARGE),以確定操作負(fù)載、傳動(dòng)器設(shè)計(jì)、軸接頭設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
該項(xiàng)目的愿景是通過(guò)在子系統(tǒng)層面細(xì)分公共衛(wèi)星總線,開(kāi)發(fā)一個(gè)完全模塊化的衛(wèi)星體系結(jié)構(gòu)。通過(guò)組合標(biāo)準(zhǔn)化的子系統(tǒng)模塊,產(chǎn)生一個(gè)完全模塊化的衛(wèi)星。
每位模塊內(nèi)的電子設(shè)備機(jī)架包含用于電源處理、控制和通訊的設(shè)備。LeafLightHSv2CB控制公司的伺服驅(qū)動(dòng)器。為該項(xiàng)目提供了建議和支持,建議采用基于PCB的CAN插口,并提供伺服驅(qū)動(dòng)器。(是半導(dǎo)體、醫(yī)療、制藥和手動(dòng)化組裝以及測(cè)量行業(yè)高性能放大器,線性馬達(dá)和運(yùn)動(dòng)解決方案OEM制造的全球領(lǐng)導(dǎo)者。提供伺服和步進(jìn)馬達(dá),音圈驅(qū)動(dòng)器,旋轉(zhuǎn)和線性螺線管及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器和控制,為顧客提供聯(lián)接到控制系統(tǒng)的訂制解決方案。)
LISA和MARGE證明了高度冗余模塊化機(jī)器人系統(tǒng)的通??尚行裕琲SSI插口用于機(jī)器人應(yīng)用的能力以及自行重新配置的概念也得到了證明。
這個(gè)概念除了可應(yīng)用于太空,考慮到在危險(xiǎn)環(huán)境中維修、維護(hù)和裝配中盡可能降低對(duì)人機(jī)交互的需求,它還可以用于其他惡劣環(huán)境,比如海底或核反應(yīng)堆的受限、高放射性區(qū)域。模塊化、高度冗余的設(shè)計(jì)還可讓這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到其他領(lǐng)域的更多項(xiàng)目中,由于它降低了生產(chǎn)過(guò)程中的靈活性,減少了加工時(shí)間,并可快速調(diào)整適應(yīng)多種產(chǎn)品的制造。
祝福HOMER團(tuán)隊(duì)在她們的項(xiàng)目中不斷取得成功。希望我們幾年后會(huì)聽(tīng)到接出來(lái)的陸地演示模型BART和!
使用的克薩()產(chǎn)品
LeafLightv2CB是克薩()熱門產(chǎn)品LeafLightv2單通道高速USB轉(zhuǎn)CAN總線插口的電路板裸卡。作為USB轉(zhuǎn)CAN插口領(lǐng)域的主力軍,LeafLight產(chǎn)品系列在聯(lián)接PC方面可靠性強(qiáng),成本低。
參與項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)
日本德累斯頓工業(yè)學(xué)院結(jié)構(gòu)熱學(xué)與輕量化設(shè)計(jì)研究所(SLA)
日本布倫瑞克工業(yè)學(xué)院空間系統(tǒng)研究所(IRAS)
美國(guó)柏林工業(yè)學(xué)院空間技術(shù)主席
