航天科技五院機械臂柔性力控技術(shù)應(yīng)用于探月工程三期總裝任務(wù)
人工智能可以隨意牽引機械臂運動嗎？如今，中國航天科技集團(tuán)公司五院總環(huán)部的科研人員將這一設(shè)想成功應(yīng)用到我國探月工程三期的型號研制中。
人機交互助總裝一臂之力
航天器不同于汽車等批量化工業(yè)產(chǎn)品，往往生產(chǎn)單件產(chǎn)品，裝配操作主要由人工完成，自動化水平相對落后。對于重量大、安裝位置特殊的零部件，現(xiàn)有人工操作方式控制精度低，穩(wěn)定性差，安全風(fēng)險高。
機械臂可以穩(wěn)定地保持抓取物體，還能精確調(diào)整位置和姿態(tài)。但眾所周知，機械臂適用于大量重復(fù)性工作，應(yīng)用于航天器總裝多少有些不切實際。
當(dāng)前機械臂行業(yè)中，能夠進(jìn)行人機交互的合作型機器人是發(fā)展的前沿方向。為了將機器人的優(yōu)勢發(fā)揮在航天器總裝中，總環(huán)部開發(fā)出柔性力控的新型機械臂控制方式，實現(xiàn)操作者直接操控機械臂抓取工件，能輕松對大重量工件進(jìn)行調(diào)整，相當(dāng)于直接對懸浮于空中的物體進(jìn)行操控，達(dá)到“四兩撥千斤”的效果。而這一操作方式也將人的靈活性與機器人的穩(wěn)定性完美結(jié)合，在多種復(fù)雜的航天器總裝工作中發(fā)揮了作用。
自動裝配達(dá)國際先進(jìn)水平
近期，總環(huán)部成功利用機械臂系統(tǒng)采用柔性力控技術(shù)完成了探月工程三期任務(wù)中的3臺大重量設(shè)備安裝，解決了困擾總裝人員已久的裝配難題。這3臺大重量設(shè)備重量大，安裝環(huán)境狹小，采用傳統(tǒng)方法安裝磕碰風(fēng)險高，容易損壞內(nèi)部精密部件。此次該部開發(fā)的機械臂系統(tǒng)具有靈敏的碰撞檢測防護(hù)功能——在抓取工件與周圍物體發(fā)生接觸時，機器人會立即停止繼續(xù)運動，發(fā)生接觸方向的運動被禁止，而其他方向的運動仍然可以進(jìn)行。
機械臂柔性力控技術(shù)的實現(xiàn)及成功應(yīng)用，對逐步提高航天器裝配自動化水平具有重要意義。目前，在世界范圍內(nèi)，KUKA公司、ABB公司都開發(fā)了小型人機協(xié)作機械臂，能夠操作10千克左右的物體。而此次總環(huán)部開發(fā)的人機協(xié)作機器人系統(tǒng)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，是通過設(shè)置高靈敏度力傳感器并開發(fā)重力補償算法、柔性力控算法得以實現(xiàn)，可以對100千克以上物體實現(xiàn)人機協(xié)作控制。
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