中国空间站机械臂有哪些黑科技？一问到底
12月27日凌晨0时55分，经过约6小时的出舱活动，神舟十三号航天员乘组圆满完成了第二次出舱全部既定任务，这也是空间站阶段航天员的第四次出舱。
此次航天员出舱，最重要的任务之一，就是进一步验证机械臂的相关设计。这个充满科技感的大家伙，就是目前我国自主研制智能程度最高、技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统，机械臂。它既能像人的胳膊一样灵活转动，还能在空间站到处爬行。力气大，够灵活，颜值高，本领多，是航天员们出舱作业少不了的好帮手。
机械臂到底身长几何？体重多少？是如何爬行的？爬的速度有多快？在它身上还有哪些我们不了解的高科技？一问到底↓
机械臂主要承担哪些在轨任务？
专家告诉我们，作为目前同类航天产品中复杂程度与控制精度最高、规模最大的空间智能机械系统，机械臂主要承担着舱段转位、航天员出舱活动、舱外货物搬运、舱外状态检查、舱外大型设备维护等八大类在轨任务。
长10.2米 机械臂如何在太空自如爬行？
机械臂全长10.2米，为了扩大任务触及范围，它还具备“爬行”功能。在最近四次出舱任务当中，都充当了航天员专属交通工具的角色。大家可能很好奇，这么大的一个机械臂是如何在太空爬行的，它会不会掉下来呢？
由于机械臂采用了3个肩关节，1个肘关节和3个腕关节的配置方案，肩部和腕部关节配置相同，也就是说机械臂两端可以实现同样的活动功能。
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人胡成威介绍，机械臂在空间站进行爬行的过程，可以形象地看成是猴子在树林之间穿行，首先一只手抓住树枝做固定，另一只手松开，再抓住前方的另一个树枝，如此反复实现爬行。猴子的手就是安装在机械臂肩部与腕部的末端执行器，而树枝就是空间站舱体表面安装的目标适配器。当然，这个抓住和松开的过程非常复杂。
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人 胡成威： 这里边有三根绳索，杆伸到孔里头，这样的话钢丝绳收拢的时候就捕获住了，捕获就是完成第一步。捕获住之后杆上有个球形的头，机械臂往回收的时候绳子要带着头，拉着两个对接面靠近，这叫拖动。那么拖动完成之后，还有最后一步就是锁紧，锁紧上面有4个像耳朵似的，就有4个机构，对准了之后，4个机构同步往后推，它们之间进行电连接和机械的锁紧，完成之后，实际上它实现了末端和目标之间的一个真正的捕获。
机械臂爬行有多快？"干活"有多准？
一个爬行动作看似简单，原来背后有如此复杂和精密的系统支撑。那么机械臂的爬行速度有多快？它能够精准爬行到指定位置？
央视记者 李宁：机械臂我们设计的速度是每秒钟600毫米，但为了安全需要，我们不需要它走那么快。目前的运行状态大概是每秒钟60—100毫米。
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人 胡成威： （每秒钟600毫米）对于空间这种结构来说，速度已经是非常快了。但是咱们在使用过程中，为了保证机械臂的安全，同时也要考虑到空间站的各种约束条件，就限定了一个它的使用速度，只用到了机械臂设计速度的六分之一。
走得慢才能走得稳，更能走得准。别看机械臂体格大，在空间站也能做细活，10米长的机械臂执行任务的精度可以达到毫米级。
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人 胡成威：在轨的话，专门有一段时间是进行多个点的测试，来验证机械臂从开环从a点到b点，从各个位置看最大误差是多少？（误差）指标是45毫米，现在（误差）能达到是15毫米。后面实际上像我们现在设计控制模式的时候，为了使机械臂的工作更加可靠，实际上它的误差已经控制在几毫米以内，相当于机械臂内部的受力会小得多。
机械臂有多重？力气有多大？
除了协助航天员出舱作业外，机械臂还要承担舱段转位、舱外货物搬运等很多体力活。俗话说，身大力不亏，那我们的机械臂到底有多重？力气有多大？
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人 胡成威： （机械臂重）738公斤，它这个重量应该说是集成度非常高，重量的话在国际上应该都属于比较领先的一个水平。
胡成威介绍，机械臂是一个高度集成的空间智能机械系统，包括本体系统和7个子系统，零部件数以万计，为了满足空间站产品轻量化的需求，他们费了很大的力气来给机械臂减重。
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人 胡成威： 咱们看到的机械臂，实际上是这个团队研制的第7条机械臂。工程样机当时是980公斤，到了738公斤，实际上已经缩减了差不多200（公斤）。绝大部分产品是铝合金的，重要的产品里头还有一些是钛合金的，像有一些负载比较大的齿轮是采用新材料不锈钢，所有的参数都是重新来进行设计的。
胡成威介绍，机械臂减重后能力并没有减少，最大的负载能力可以达到25吨，完全能够满足任务需要。
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人 胡成威： 机械臂对于空间站来说，相当于是一个大力士，可以满足覆盖空间站就是大中小各级载荷的相关任务要求。
未来机械臂将有哪些新任务？
无论重活儿还是细活儿，机械臂都不在话下。未来，随着我国空间站建设不断推进，机械臂还会有哪些新的任务？
航天科技集团五院机械臂任务规划主管设计师 辛鹏飞： 后面会有很多的大型设备，通过货运飞船运送上天，机械臂需要完成把这些大型设备从货船里边抓取出来，然后再对接到一个正确的位置上这样一个安装的作业。另外机械臂还承担着巡天飞行器的捕获，也就是我们未来会有一艘太空的望远镜，伴飞在空间站的周围，机械臂具备在它需要照料的时候，把它抓取对接到核心舱上，完成对它的维修工作。
按照计划，明年我国还将发射梦天和问天两个实验舱，空间站的构型将变成T字形，随着空间站的面积增大，空间站机械臂的活动范围也将变大，它的形态也会随之改变。
航天科技集团五院空间站机械臂技术负责人 胡成威： 等到明年的时候，两个实验舱发射之后，还有一个小型的5.5米长的机械臂，叫实验舱机械臂。这样两个机械臂又可以在轨组合成一个组合臂，它通过机联的方式组合成一个15米长的组合臂，那么后面的很多任务，就可以分别由大臂、小臂和组合臂的方式来进行，开展后续的工作。
来源 央视新闻客户端
编辑 谢永利
流程编辑 吴越
“激光砍树机器狗”火了 成都这项黑科技让网友直呼科幻照进现实
封面新闻记者 罗田怡 柴枫桔
机器狗搭载着激光清障仪行走在山野间，一束不可见的激光发射后，几秒钟内就能让粗壮的树枝应声落地，这一幕让网友纷纷称奇：“咦，这不就是科幻电影里才有的激光武器吗？”“光头强都要失业了！”
近日，一段机器狗激光清障仪视频在社交媒体爆红，引发网友热议。这只能灵活行走且精准“砍树”的机器狗，究竟有何过人之处？5月21日，记者采访了四川红岸基地智能科技有限公司创始人陈国鑫，揭秘这项让网友直呼“科幻照进现实”的黑科技。
搭载激光清障仪的机器狗
从“人工”到“机器狗”
“光剑伐木”一分钟斩断直径10厘米树干
“传统的激光清障设备，必须由人员携带到危险作业现场，不仅体力消耗大，而且许多危险场景人根本无法靠近。”陈国鑫告诉记者，随着无人机和机器狗等智能装备技术的迅猛发展，他们看到了跨界融合的创新机会。
为了适配机器狗有限的负载能力，团队专门研发了一款小巧精悍的专用激光器。“我们针对性地研发了能量密度更高的激光清障设备，与机器狗实现高度融合，彻底颠覆了传统作业方式——不再需要人力携带，可以实现全智能化无人作业。”
这款神奇的激光清障仪是如何工作的？陈国鑫用生动的比喻解释：“它原理类似于我们小时候用放大镜聚焦阳光，能量高度集中在极小区域，瞬间产生高温使目标快速碳化、汽化，有点像放大镜烧蚂蚁的原理，但威力要大得多。”
激光清障仪正在工作
相比传统人工作业需要复杂设备和多人协作，机器狗激光清障仪只需一人远程操控，大幅提升了作业效率和安全性。陈国鑫透露，红岸科技研发的激光清障仪最大功率可达2000瓦，能够切割直径20至30厘米的树木，而一棵直径约10厘米的树，只需1分钟左右就能“斩于马下”。
“目前，我们的产品主要应用在电网、铁路的输电线路通道树木清理中。”陈国鑫介绍，这种智能化方案特别适合处理高危场景，“比如电力救援时，一些区域已经触电或放电，人员无法安全靠近，而机器狗不受这些限制，可以直接远程操控接近目标区域完成作业任务。”
多场景应用
未来将拓展至消防救援领域
2017年，红岸科技在成都成立，最初业务相对小众，主要解决风筝等飘挂物清理问题。转机出现在2019年左右，公司与电力部门接触后，发现激光清理技术能有效解决树枝触碰高压线导致短路的行业痛点，由此开启了技术应用的广阔前景。
机器狗搭载着激光清障仪行走在山里
经过团队持续攻关，产品系列不断丰富并迭代升级。“以前的清障仪一台重达几十斤，至少需要两个人背负或协同操作，现在只需一人就能远程控制机器狗行走和精准作业。”陈国鑫向记者展示，“而且机器狗适应性极强，能爬坡上坎，穿梭林间，几乎能应对各种复杂地形环境。”
陈国鑫表示，团队正积极将这项技术拓展至消防救援领域，助力地震等灾害救援工作。“当遇到摇摇欲坠的危险结构物时，可以先派机器狗前往，将危险物体精准切除后，再由救援人员安全进入。我们的激光技术还能高效切割传统液压剪难以处理的工字钢、C字钢等钢结构材料，为消防救援提供了全新的技术解决方案。”
“未来，我们的产品将沿着智能化、轻量化、大功率三大方向持续演进。”陈国鑫介绍，更高的功率意味着更高的作业效率和更广泛的应用场景，而智能化则是长期发展主线。“随着大模型技术的日新月异，机器狗和人形机器人智能水平将不断提升。我们的愿景是，搭载激光清障仪的机器狗能够实现自主巡检和精准作业，真正达到‘派出去就能干活’的智能水平。”
“我们已经实现了远程与近程作业的无缝切换功能。”陈国鑫向记者展示了这项创新成果，“比如消防员可以根据现场情况，选择手持设备进行近距离精准破拆，也可以让机器狗携带同一设备执行远程危险区域作业，灵活应对不同救援场景。”
（图由受访者提供）
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