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我国未来空间站机械臂研制不断取推进,航天科

发布时间:2019-11-10 07:01编辑:科研成果浏览(72)

    在强手如云、竞争激烈宇航业务领域,不进则退,要想保持生机活力,企业就不能固守着自己的一亩三分地,必须实现能力和经济效益的双赢。

    【据中国航天网2012年6月13日报道】

    问渠哪得清如许,唯有源头活水来。活水怎么来?为此,记者走访了之前成功夺标空间站机械臂项目的中国航天科技集团公司五院总体部,其成功经验给人启示良多。

    在未来空间站中,空间机械臂就像一个智能机器人,能够通过视觉识别和智能分析,实现对空间站的建造、维护,并可辅助航天员出舱。中国航天科技集团公司五院敏锐捕捉到了这一需求,自2005年起便开展了空间站机械臂的论证和研制工作。

    青山要选得好咬得住

    为了打造属于中国空间站的“工程师”,空间站机械臂团队七年磨一剑,依靠全国大协作以及五院多家单位的协同集智攻关,通过激烈竞争,近日,终于获得了空间站机械臂项目。

    如今,技术创新和市场开拓的风险都极高,如何有效规避风险、提高成功率?总体部部长林益明开门见山地介绍:“只有通过找准技术发展趋势和市场未来需求二者之间的结合点来进行市场开拓,风险才最小,成功率也最高。”

    难度空前 白手起家

    竞标空间站机械臂项目就是这样的典型例子。该项目代表着未来大型空间机构智能化的发展方向,集机、电、热、光、动力学等多学科于一身,具有开启智能“机器人”时代的意义。另外,空间站机械臂也是载人空间站必不可少的关键设备,市场价值极高。

    空间站机械臂是集机械、电子、热控、视觉、动力学等多学科于一体的高端航天装备,是未来空间机构一个新的发展方向,有着广阔的应用前景和很强的技术牵引与带动作用。

    “良好的开端是成功的一半,技术创新和市场开拓的目标选择极为重要。科学选定目标后,就要咬定青山不放松,不仅要干得好,还要干得快,这是我们的市场开拓之道。”总体部党委书记刘燕宁如是说。

    刚起步时,科研人员感到困难重重。空间站机械臂技术在国内无参考资料可寻,国际上也对此技术进行封锁。同时,一般型号研制的新技术比例约为20%,而空间站机械臂的新技术却达到80%以上,关键技术达40多项,既要实现超远程控制,又要保障控制精度,还要具有视觉识别和自主分析功能。面临种种困难,负责抓总的五院总体部没有退缩,迎难而上。

    正是基于这种理念,经过反复论证和科学规划,该部早在2005年就自筹资金,举优势力量“猛攻”空间站机械臂这一全新项目。

    五院充分发挥专业优势,通过统筹规划、统一安排,集中全院以及国内相关高校、科研院所的力量,组建了国内大协作的空间站机械臂项目团队。

    效率就是竞争力

    总体部还专门成立了空间站机械臂工程中心,组建了一支由20余人组成的专职研制队伍,并联合高校和科研院所组成了170余人的研制队伍。在中国航天科技集团公司的支持下,该部还通过“千人计划”,引进了航天动力学与控制领域的知名专家李东旭教授。

    想起2000年在某项大型空间机械项目竞标中的意外落马,五院总体部很多人至今都仍难以释怀。

    多家单位大力协同,进行机械臂保障条件建设,构建了机械臂系统AIT基本保障设施,使空间站机械臂的研制得以顺利开展。

    当时该部在这个项目上投入了大量精力,积累了许多成熟技术,本以为项目夺标十拿九稳,没想到竞争对手棋高一着,凭借做出的原理样机赚足了眼球,成功夺标。

    七年磨砺 终结硕果

    “主要怪我们当时缺乏竞争意识。按我们当时的实力,做出原理样机没任何问题,只是进度上没抓紧。”总体部载人航天项目责任人程大义分析道,“‘市场不是等来的,是抢来的’这个道理,如今已深入我们内心。”

    2005年开始研究、2007年完成原理样机、2008年完成系统调试、2009年完成工程样机设计、2011年完成《空间站机械臂分系统方案论证报告》……一连串成长足迹扎实地印在空间站机械臂的成长之路上。在成长的过程中,总体部有过因整体超重而无法使用的辛酸,有过因需求变化而险些丧失优势地位的困惑,然而更多时候则是披荆斩棘、破浪前行的执著。

    战时多流一分汗,战后少滴一分泪。2005年,该部启动基础技术攻关,仅用两年时间,就攻克了路径规划和高精度伺服机构两只拦路虎,为空间站机械臂研制扫清了障碍。在2008年启动研制工作后,该部又先后突破了二十多项关键技术,成功研制出原理样机。在取得阶段成果后,该部马不停蹄地展开了《空间站机械臂分系统方案》的论证和项目转工程化,成功研制出工程样机。

    2008年年底,该部完成了六自由度空间站机械臂原理样机研制,解决了系统总体设计与集成技术、目标监视与测量及遥操作等一系列技术难题。但由于对机械臂任务重新进行了定位和规划,相关功能不断拓展,对机械臂的可达范围、定位精度等指标提出了更高的要求。

    空间机械臂项目竞标异常激烈,多家单位的实力都非常强。竞标过程中,该部“七年磨一剑”拿出的工程样机,让众多评审专家按捺不住惊喜,给出了“效果很好,非常震撼”的评价,并顺利拔得头筹。

    该部提出研制更为复杂的七自由度冗余机械臂,让机械臂能够自主“爬行”,并且拥有更灵巧的“手”。通过集智攻关,该部完成了大型一体化关节、末端执行器等核心部件研制,突破20余项关键技术,与竞争对手拉开了距离。

    抱团组队竞争力更强

    今年,该部空间站机械臂迎来了大考——项目进展情况汇报。此次汇报直接决定着任务的归属,一旦出现问题,7年的努力和付出将付之东流,压力之大可想而知。空间站机械臂团队众志成城,迎难而上,终于不负众望,圆满完成了使命。

    总体部能成功拿下空间站机械臂项目,除了提前启动攻关外,还充分发挥了总体单位的核心牵引作用,对内“捏合”各分系统和专业单位进行集成创新,对外联合高校和科研机构提升竞争力,打造“联合舰队”。

    任重道远 路在前方

    该部利用在空间环境工程应用、热控、空间机构等领域的优势,主攻空间机械臂关键部件设计、技术工程实践、试验验证等。此外还组织五院502所、510所、513所、518所、529厂以及中科院、西安交大、北京邮电大学等多支专业力量,共同推进项目发展。

    “真正的征途在前方”,这句话道出了空间站机械臂团队成员拿下项目时的内心感受。大家深深感到,如果以前是技术突破、技术攻关上的压力,那么现在就是正式投产、确保在轨应用万无一失的压力;如果说以前需要的是创新、发散的思维,那么现在就需要沉下心来,细致严谨地按照型号研制和质量管理流程与要求,踏踏实实地做好每一项工作。

    “抱团”使得总体部和各单位形成了“命运共同体”,一荣俱荣,一损俱损。各单位出钱、出人、出政策:共自筹研发经费,选派精兵强将参与研发,制定了快速协调、物资绿色通道等“特区”政策……

    目前,总体部正着手进行空间站机械臂队伍建设和制度规范建设,着重加强团队成员对航天器研制标准、规范和过程控制方法的学习,着力针对后续众多难题展开攻关,将所思所学应用于工程实践。

    “抱团”不仅凝聚了共识,更使得原来分散的资金、人力和技术等力量汇集在一起,形成了一股强大的发展推力。 来源:中国航天网

    对于这支“中国“臂”来说,要真正担负起空间“工程师”的重担,未来的路还很长。面对挑战,空间站机械臂团队已做好了准备。

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