商机会员
中国首次用「机器手」外星“挖土”，是时候展现真正的挖掘技术了！
共 1 个回答
ayona13
在外星球用机器手，我们中国头一次做
嫦娥五号着陆器安全降落之后便开始进行样品采集，采集的方式对于中国航天来说是一次全新的尝试。
中国工程院院士 国家航天局原局长 探月工程首任总指挥 栾恩杰：着陆器下来以后我就开始取样了，我们一有个手去铲，在外星球用机器手，我们中国头一次做。
我们月球的钻取机构，这是我们国家头一次设计，我形容成哈尔滨香肠。就在钻的时候，它要把钻取的芯，岩芯的部分要装到一个包裹，这个包裹是一个长的，所以像个香肠一样，要把它紧密地包裹好，封装好。
这些土壤不能在转移到地球的时候被地球污染了，因为地球环境和月球环境是不一样的，有些物质一定要在非常洁净的环境下，保持住我们取得这样这点东西。
要在38万公里之外取一捧土，难度可想而知。除了要选择准确的着陆点外，着陆器上的机械臂和钻头必须协同配合，每一个步骤都要精到毫厘。
“取土返回”过程大约要经历敲击、钻取、封装、对接转移、返回地球等环节，而在每一个动作背后， “机械手”在月壤采样环节的等一系列流程中发挥了关键作用。
嫦娥“取土”道道关后有电机
当嫦娥五号上的着陆器与轨道器主体分离并着陆后，它的采样机械臂与采样钻头就开始了协同工作。
看到那个白色的机械臂了吗？这个又细又长的机械臂就是挖土的铲子，可以360度无死角可视化操作，臂的末端一头是一个小铲子，一头是浅表钻，可以轻松完成铲挖、浅钻、拾取这些动作。
机械臂的动力从哪来呢？
如同人体手臂乃至手掌的力量来自肱二头肌、肱挠肌、掌肌等一样，机械臂各个关节的力量来自于安装在关节处的的电机，它们就是表采关节臂电机组件。
表采机械臂电机组件是航天四院四〇一所微特电机事业部历时4年完成研制的产品，过程中解决了诸多难题 ，使产品具有了高可靠性和强适应性。
这两个电机，大的重量不超过450克，小的不超过250克，可谓是“个小劲大还精神”，并且电机端精度可达1度以内，实现高精度挖土。
两种电机装在机械臂的各个关节附近，暴露于月表环境中，这决定了它们要耐受太阳直射下超过130℃的环境温度，以及比地球环境大的多的辐射，还要在真空环境下承担难以散热带来的性能衰减。
在这么恶劣的环境下，电机会不会突然没电了？为了保证任务完成，研制团队将2台性能都能满足任务要求的电机“塞”进了同一个电机壳体中，一个顶俩，双向保障。此外，还增加了突然断电情况下对机械臂的位置保持功能，防止机械臂砸在月球上摔坏。
21所研发设计师李雨表示，“加载电机”为着陆器在钻取月壤时推动钻头前进提供动力。
在钻取的过程中，遇到大块坚硬岩石怎么办？原来，钻头还自带一个“锤子”电机，当下探遇阻时，它能为钻头提供敲打动力，“笃笃笃”地敲碎石块。采样完成后，一个装在着陆器顶部的“整形电机”就该出场了，它将采集到的月壤提升出月面并装入上升器中的密封封装装置。
密封封装装置采用了一个带位置反馈和丝杆的减速步进电机组件，在月壤装入前，打开密封盖，待月壤放进来后，再把盖子密封盖牢，是确保月壤能被盖牢并安全返回的关键部件。
该组件产品是航天工程首个高度集成的轻小型化电机组件产品。组件被压缩在密封装置一个狭窄的空间里，所以设计师将其设计的非常小巧，重量仅有400多克，但可输出不小于550牛的轴向力，可将密封装置可靠密封。
中科院西安光机所为嫦娥五号探测器提供的相机以及视觉系统，不仅为实现月球表面取土采样提供“眼睛”和“大脑”，确保采样任务完成，还能让嫦娥在月球表面玩“自拍”。
嫦娥五号探测器实现月球正面预选区域软着陆后，正在按计划开展月面自动采样等后续工作，两台全景相机将承担采样区月表形貌和月面国旗成像任务。
中科院西安光机所月球与深空探测技术研究室研究员李福：“一个是拍摄国旗展示系统，另外就是对整个月面进行立体成像，形成月面地形地貌整个特征。”
嫦娥五号着陆器和上升器组合体着陆后全景相机环拍成像
嫦娥五号只有着陆器，没有巡视器，要拍摄国旗展开过程，只能通过自拍的方式。为此，研制团队专门为相机设计了转台，并进行了攻关和试验，确保全景相机转台在月表±100℃的工况下的可靠性，实现相机自主转动和拍摄。
李福：“我们要在通过转台转到一定的角度，实现拍摄着陆器自身上的一个国旗。就相当于人拿个自拍竿转过来刚好拍摄自己的图像。”
嫦娥五号在月球表面实现取土采样，完全靠机械来完成，西安光机所为嫦娥五号配备的远摄相机，安装在着陆器月球表面采样机械臂上，并通过视觉系统发出动作指令，不仅是机械臂。
“星际快递员”组合接力
这个过程由三个“星际快递员”——嫦娥五号的上升器、轨道器和返回器接力完成。首先，上升器要带着月球样本从月球表面出发，到达月球轨道后，它就会和轨道器和返回器组成的轨返组合体会合，并把快递包裹交给它们。
之后，上升器分离，轨返组合体带着月球样本从月球轨道向地球轨道转移。进入地球轨道后，轨道器则会告别返回器，最终只有返回器以打水漂的方式飞回地球。我们也期待着中国人自己采集的月球土壤安全抵达。
往期精彩回顾
最高千元京东卡
- 1
喵复制 这家伙很懒，什么也没有留下
关注