举重，是运动员个人力量的充分展现。相比于空间站，机械臂自重只是零头，它却能够轻易“举起”多于自身体重十倍的重量。

 

 

 

中国空间站机械臂的重量约0.74吨，采用了大负载自重比设计，负重能力高达25吨，可以轻而易举的托起航天员开展舱外活动、完成空间站维护及空间站有效载荷运输等任务；目前，国际空间站上的加拿大臂2的“大臂”，重量高达1.497吨，可在太空移动116吨重的载荷；近日发射升空的欧洲机械臂质量约0.63吨，它可以以5毫米的精度处理达8吨的组件。这些太空中的“大力神臂”展现出力拔山兮气盖世的强大气场。

 

中国航天员在机械臂辅助下开展舱外工作

 

 

 

 

 

在橄榄球比赛中，运动员高超的持球水平赋予队伍必胜的信念。“捕获”这一技能，机械臂早已“熟练于心”。此前美国天鹅座货运飞船和第一代载人龙飞船，以及日本HTV货运飞船在国际空间站上的每一次对接中，都是由加拿大臂2捕获抓取后拖动接驳。

 

 

中国空间站采用的三舱基本构型中，两个实验舱都是与核心舱、节点舱轴向对接后，再转位到侧面停泊口，机械臂25吨的负载能力就考虑了实验舱进行转移的需求，足以拖动实验舱实现分离、转位和再对接操作。

 

中国空间站机械臂捕获飞船演示动画

 

 

 

乒乓球在球台上轻盈的飞动，得益于运动员敏捷的反应和灵活的手臂。目前，中国空间站机械臂、欧洲机械臂、加拿大臂2“大臂”和人的手臂一样都有7个自由度，其本体由7个关节组成，肩部、肘部和腕部“3+1+3”的关节设计，使用起来十分灵活。其中，国际空间站各个舱段上还设有电力数据抓取夹具（PDGF），“大臂”的任意一端可以和PDGF夹具连接来开展工作。而中国空间站机械臂的主要性能指标和国际先进水平相当，部分指标处于国际领先水平，能够满足我国建造长期有人照料空间站的发展需要。

 

中国空间站机械臂结构示意动画

 

 

 

攀岩项目，是运动员与自身重力的顽强对抗。在高速运行的空间站表面，机械臂如何牢牢“抓住”并稳步移动，也是其“看家本领”。国际空间站上的加拿大臂2的“大臂”不但十分灵活，而且移动能力很强，是建造维护空间站的得力助手。“大臂”具有重定位能力，能用类似尺蠖的方式通过PDGF头尾互换移动爬行。它还能基于MBS基座在整个桁架上滑行。

 

 

 

单纯依靠机械臂自身的长度，是无论如何也不可能照顾到空间站的各个位置的，通过机械臂两端的末端执行器与空间站表面的适配器相连接，机械臂在可以空间站上自如“爬行”，使其工作范围完全覆盖整个空间站。 

 

中国空间站机械臂爬行演示动画

 

 

 

射箭，必然涉及运动员眼力的较量。空间站机械臂的超强“眼力”，得益于强大的视觉系统。带有视觉系统的空间站机械臂，除了方便航天员进行遥控操作外，还能用于对空间站外部进行定期巡检。

 

 

 

机械臂在舱上进行爬行时，通过末端执行器来捕获舱段上的目标收接器实现固联。末端上还配置了腕部相机，通过操控相机，可以实时成像舱外的图像，包括空间站表面，还有航天员操作等场景。利用以太网交换机，机械臂腕部、肘部相机的图像得以下传和收集。

 

 

中国空间站机械臂“俯瞰”地球

 

 

虽然空间站机械臂体积重量不大，但却是空间站在轨建造期间的核心装备，在空间站建造、维护、科研以及在轨维护等领域发挥着重要作用，成为航天员进行舱外活动的力量倍增器。外层空间是全世界人民的共同财富，探索宇宙是全人类共同的事业。外空探索永无止境，未来，多项全能的机械臂将再创佳绩，创造更多太空新纪录！