载人航天器操作器系统述评(续).pdf

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1、当小细臂安装在主臂上一起运作时，JEMRMS可构成宏微串行12自由度操作器系统。4．1主臂主臂(MA)附连在JEM增压舱外侧，长10m，重780kg，有6自由度(肩俯仰与偏航；肘俯仰；腕俯仰，偏航与滚转)。主臂可处理(抓取并移动)EF上的有效载荷与大物件，主要用于更换EF有效载荷，或EF与ELM—ES上的轨道更换单元(ORU)，最大承载能力为7000kg。MA包含下列部件(图27)：1)基座；．小细臂存储设备(SSE)上(图28)，且通过SSE接受来自EF的加热器电能，SSE也为SFA提供通讯接口。在运作时，SFA连在主臂末端，用于处理小物件，包括更换EF与ELM—ES上的轨道更换单元(

2、ORU)。SFA包含下列部件(图29)：1)抓杆固定器；2)2节臂杆；3)6个接头；4)2台TV相机；5)工具；6)电子设备，7)力厂力矩传感器。其中，抓杆固定器用于将小细臂连接在主臂上。SFA工具即端点作用器，用于处理小物件。来稿日期：2009—10-15；修回日期：2009一11—05。作者简介：朱仁璋(1941．11一)．男．博士。教授．主要从事航天技术研究与教学工作。48。其他载人航天2010年第1期外露图27日本实验舱遥控操作器系统主臂fI吣(12个)图28日本实验舱外露设施及其小细臂存储设备[202214．3控制台控制台安装在增压舱内，用于操作自动臂。，Ⅳ相机安装在自动臂上，

3、而TV监视器在控制台上，因此，乘员可在增压舱内根据图像操作自动臂。控制台共有6排部件(图30，文中部件序号与图中一致)。第1排部件：①保持／释放电子设备；②警示与预警面板；③声频终端单元。第2排部件：④遥控接口面板；⑤电视监视器1；⑥相机控制面板。第49载人航天2010年第1期其他SFA抓杆固定器SPA腕俯仰接头图29日本实验舱遥控操作器系统小细臂119-2112)警示与预警面板3)声频终端单元5)电视监视器16湘机控制面板9)电视监视器2ll游专动手控器12)管理数据处理器14)臂控制单元图30日本实验舱遥控操作器系统控制台部件119-2113排部件：⑦平移手控器；⑧自动技术计算机终端

4、；⑨电视监视器2。第4排部件：⑩飞行电子设备空中组件；⑩转动手控器；⑥管理数据处理器。第5排部件：⑩配电盒；⑩臂控制单元。第6排部件：⑥接IZl面板。其中，计算机和手控器(THC与RHC)用于操作JEMRMS，Tv监视器显示舱外相机所捕获的50图像。主臂的控制主要应用半自主的自动轨迹控制模式，这是为减轻乘员的工作负荷而设计的，因为计划的任务包括冗长的运作(如转移有效载荷)。小细臂的运作常用手控模式。这是因为小细臂主要执行灵巧的任务，需要更高的定位与轨迹精度。其他载人航天2010年第1期5欧洲自动臂[Zl6’17．Z3-271欧洲自动臂(ERA)是欧空局和俄罗斯空间局的合作项目，原计划用于

5、欧洲小型航天飞机Hermes与俄罗斯“和平2”号空间站。由于机械臂移行基点与有效载荷固定部件的类型不同，空间站Canadarm2不能用于ISS的俄罗斯舱段，因此，ERA将成为围际空间站俄罗斯舱段的一部分。ERA是可在ISS俄罗斯舱段上工作的第一个自动臂；对于已安装在纵码头(Pirs)对接问上的“天箭”号(Strela)手动操作吊机，ERA是一个增补的自动操作器系统。ERA将在2011年12月随俄罗斯的“多用途实验舱”(MLM)一起，由“质子”号(Proton)火箭发送到国际空间站，与“星辰”号(Zvezda)实验舱的天底对接港对接，取代达到使用寿命期限的Pirs舱段(MLM含有气闸)。在

6、此之前，将发射一个ERA备份肘关节，附连在小型研究舱1号上。ERA将用于安装、展开或更换太阳动力平台上的太阳电池翼，操作有效载荷，以及执行EVA维修任务。ERA长11．3m，质量为630kg，有7个自由度。自动臂移动方式类似Canadarm一2，当跨越空间站构件“行走”时，有关节的自动臂可以将末端作用器，t◆V^、v340’带有校(“手”)连附在预先设置的基点上。自动臂的7个关节(其中6个可以同时运作)可扩大俄罗斯舱段的运作范嗣。ERA的特点是，乘员既可从ISS内部，也可从1SS外部操作自动臂，但无手控器。ERA以MLM作为运作基地。ERA支持的任务包括下列各项：①ISS的集成与大型构件

7、的操作；②小型有效载荷的转运：ERA可使用新的俄罗斯气闸，将小型有效载荷(包括可更换单元)直接从ISS舱内转运至舱外，反之亦然；@EVA航天员的运送：ERA像一架车载起重机．可将航天员运送到舱外作业区，或者从舱外一处转往另一处；④IsS表面监测：ERA上装配有红外相机，对空间站外表面进行监测。5．1ERA的组成ERA的主要部件是(图31)：①臂杆(2节)；②端点作用器(ERA“手”，2件)；③肘关节(仅含俯仰接头)；④腕关节(2组，