文章來源：中國航天科技(ji)集團公(gong)司 發(fa)布時間：2016-03-20
人工智能可(ke)以隨意牽引機械臂運動嗎？如今，中國航天科技集團公司五(wu)院總(zong)環部(bu)的科研人員將這一設想成功(gong)應用到我國探月(yue)工程三期的型號研制中。
人機交互(hu)助總裝(zhuang)一臂之力
航天(tian)器不(bu)同于汽車等批(pi)量化工(gong)業(ye)產(chan)品(pin)，往往生產(chan)單(dan)件產(chan)品(pin)，裝配操(cao)作主要由(you)人(ren)工(gong)完成，自動(dong)化水(shui)平(ping)相對落后(hou)。對于重量大、安裝位置(zhi)特殊的零部件，現有人(ren)工(gong)操(cao)作方式控制精度低，穩定性差，安全風險高(gao)。
機(ji)(ji)械臂可以穩定(ding)地(di)保持抓取物體，還(huan)能精確(que)調整位置和(he)姿態。但眾所周(zhou)知，機(ji)(ji)械臂適用于(yu)大量重(zhong)復性工作，應用于(yu)航天(tian)器總裝多少(shao)有些不切實際。
當(dang)前(qian)機(ji)械臂行業中(zhong)(zhong)，能夠進行人(ren)機(ji)交互的(de)(de)(de)(de)合(he)作(zuo)(zuo)型機(ji)器(qi)(qi)人(ren)是發(fa)展的(de)(de)(de)(de)最前(qian)沿方(fang)向。為了(le)將機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)(de)(de)優勢(shi)發(fa)揮(hui)在航(hang)天器(qi)(qi)總(zong)(zong)裝中(zhong)(zhong)，總(zong)(zong)環部開發(fa)出(chu)柔性力控(kong)(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)新型機(ji)械臂控(kong)(kong)(kong)制(zhi)方(fang)式，實現操作(zuo)(zuo)者直(zhi)接(jie)操控(kong)(kong)(kong)機(ji)械臂抓取工(gong)(gong)件(jian)，能輕松對大重量工(gong)(gong)件(jian)進行調整，相(xiang)當(dang)于(yu)直(zhi)接(jie)對懸浮于(yu)空中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)物體進行操控(kong)(kong)(kong)，達到“四兩(liang)撥千斤”的(de)(de)(de)(de)效果(guo)。而這(zhe)一操作(zuo)(zuo)方(fang)式也將人(ren)的(de)(de)(de)(de)靈活性與機(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性完美結合(he)，在多(duo)種復雜(za)的(de)(de)(de)(de)航(hang)天器(qi)(qi)總(zong)(zong)裝工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)中(zhong)(zhong)發(fa)揮(hui)了(le)作(zuo)(zuo)用。
自(zi)動裝配達國際先進水平(ping)
近期，總環部(bu)成功利用機械(xie)臂(bei)系統(tong)采用柔性力控技(ji)術完(wan)成了探月工程(cheng)三(san)期任務中的(de)(de)3臺(tai)大重量設備(bei)安裝(zhuang)，解決了困擾(rao)總裝(zhuang)人(ren)員已(yi)久的(de)(de)裝(zhuang)配(pei)難(nan)題。這3臺(tai)大重量設備(bei)重量大，安裝(zhuang)環境狹(xia)小，采用傳統(tong)方(fang)法安裝(zhuang)磕碰(peng)風險高，容易損壞(huai)內部(bu)精密(mi)部(bu)件。此次(ci)該部(bu)開(kai)發(fa)的(de)(de)機械(xie)臂(bei)系統(tong)具有靈敏(min)的(de)(de)碰(peng)撞檢測(ce)防護功能——在抓(zhua)取工件與周(zhou)圍物體發(fa)生接(jie)觸時，機器人(ren)會立即(ji)停止(zhi)繼續運動，發(fa)生接(jie)觸方(fang)向(xiang)的(de)(de)運動被(bei)禁止(zhi)，而其他方(fang)向(xiang)的(de)(de)運動仍然(ran)可以進(jin)行(xing)。
機械(xie)臂柔(rou)性(xing)(xing)力控技術的實(shi)(shi)現(xian)及成功應用，對逐(zhu)步提高(gao)航天器(qi)裝配自動化水平具有(you)重要意義。目前，在世界范圍內，KUKA公(gong)司、ABB公(gong)司都開(kai)發了小型(xing)人(ren)(ren)機協作機械(xie)臂，能夠操作10千克左右的物(wu)體(ti)。而此次總環(huan)部開(kai)發的人(ren)(ren)機協作機器(qi)人(ren)(ren)系統(tong)擁有(you)自主知識產(chan)權，是(shi)通過設置高(gao)靈敏度力傳感器(qi)并開(kai)發重力補償算(suan)法(fa)、柔(rou)性(xing)(xing)力控算(suan)法(fa)得以實(shi)(shi)現(xian)，可以對100千克以上物(wu)體(ti)實(shi)(shi)現(xian)人(ren)(ren)機協作控制。