文章來(lai)源(yuan)：中國航天科(ke)技集團公司 發布(bu)時(shi)間(jian)：2016-03-20
人工智能(neng)可以隨(sui)意(yi)牽(qian)引(yin)機械臂運動嗎？如今(jin)，中國航(hang)天科(ke)技集團公司(si)五院總環部的(de)科(ke)研(yan)人員將這一設想成功應用(yong)到我國探月(yue)工程三(san)期(qi)的(de)型號研(yan)制中。
人(ren)機交互助總裝一(yi)臂之力(li)
航(hang)天器不(bu)同于(yu)汽車等批量(liang)化工業產(chan)品(pin)，往往生產(chan)單件(jian)產(chan)品(pin)，裝配操作(zuo)主要由(you)人(ren)(ren)工完(wan)成(cheng)，自動化水平相對落后(hou)。對于(yu)重量(liang)大、安裝位(wei)置特(te)殊的(de)零部件(jian)，現有人(ren)(ren)工操作(zuo)方(fang)式控制精度低(di)，穩定性差(cha)，安全風險高(gao)。
機械臂可以穩定地保(bao)持抓取物(wu)體，還能精確調整位置和姿態。但眾所周知，機械臂適用(yong)于大(da)量重復性(xing)工作，應(ying)用(yong)于航天器總裝多少有(you)些不(bu)切(qie)實際。
當前機械(xie)臂(bei)行(xing)業中(zhong)，能(neng)夠進(jin)行(xing)人(ren)機交(jiao)互的(de)合作型機器(qi)人(ren)是(shi)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)最前沿(yan)方向。為了將機器(qi)人(ren)的(de)優勢發(fa)(fa)揮在(zai)航(hang)天(tian)器(qi)總(zong)裝中(zhong)，總(zong)環部開發(fa)(fa)出柔性力控的(de)新型機械(xie)臂(bei)控制(zhi)方式，實現操(cao)作者直接操(cao)控機械(xie)臂(bei)抓取工件，能(neng)輕松對大重量工件進(jin)行(xing)調整，相(xiang)當于(yu)直接對懸浮于(yu)空中(zhong)的(de)物體進(jin)行(xing)操(cao)控，達到“四兩撥千斤(jin)”的(de)效果。而(er)這一操(cao)作方式也(ye)將人(ren)的(de)靈活(huo)性與(yu)機器(qi)人(ren)的(de)穩定性完美結(jie)合，在(zai)多(duo)種復雜的(de)航(hang)天(tian)器(qi)總(zong)裝工作中(zhong)發(fa)(fa)揮了作用。
自動裝配達國際先進水平
近期(qi)，總環部(bu)成功利(li)用機(ji)械臂(bei)系統采用柔性力控技術完(wan)成了(le)探月(yue)工程三期(qi)任(ren)務中(zhong)的(de)3臺(tai)大(da)(da)重(zhong)量(liang)設(she)備安(an)裝(zhuang)，解決了(le)困(kun)擾(rao)總裝(zhuang)人(ren)員已久的(de)裝(zhuang)配難題。這3臺(tai)大(da)(da)重(zhong)量(liang)設(she)備重(zhong)量(liang)大(da)(da)，安(an)裝(zhuang)環境狹小，采用傳統方法安(an)裝(zhuang)磕碰(peng)風險高，容易損壞內部(bu)精密部(bu)件。此次該部(bu)開發的(de)機(ji)械臂(bei)系統具有靈(ling)敏的(de)碰(peng)撞檢測防護功能——在抓取工件與周圍物(wu)體發生(sheng)接觸(chu)時，機(ji)器人(ren)會(hui)立即停止(zhi)繼續運(yun)動(dong)(dong)，發生(sheng)接觸(chu)方向的(de)運(yun)動(dong)(dong)被(bei)禁(jin)止(zhi)，而其他方向的(de)運(yun)動(dong)(dong)仍然可以進行。
機(ji)械臂柔性力(li)控(kong)技術(shu)的(de)(de)實(shi)現及成功應用，對(dui)(dui)逐(zhu)步提高航天(tian)器裝配(pei)自動化(hua)水平具有重要(yao)意義。目前，在(zai)世界范圍(wei)內，KUKA公(gong)司、ABB公(gong)司都開發(fa)了小型人機(ji)協(xie)作機(ji)械臂，能(neng)夠操作10千克(ke)左右的(de)(de)物體。而此次總環部開發(fa)的(de)(de)人機(ji)協(xie)作機(ji)器人系統(tong)擁有自主知識產(chan)權，是通過(guo)設置高靈(ling)敏度力(li)傳感器并(bing)開發(fa)重力(li)補償算法、柔性力(li)控(kong)算法得(de)以(yi)實(shi)現，可以(yi)對(dui)(dui)100千克(ke)以(yi)上物體實(shi)現人機(ji)協(xie)作控(kong)制。