17日下午6时许，航天员聂海胜、刘伯明和汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。

进入空间站后，在长达6、7个小时的出舱活动中，最受关注的莫过于三位航天员需要一起配合进行机械臂的使用。而这个堪比“变形金刚”的“大力神臂”一亮相便惊艳了众多海内外网友。更有《环球时报》报道称，美国对中国空间站的巨型机械臂表示了”震惊”。

据悉，让中国空间站如虎添翼的七个自由度机械臂，最大承载能力可达25吨，是我国目前智能程度最高、规模与技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统。中国载人航天工程总设计师周建平介绍，机械臂的作用在于空间站组装建造、维护维修、辅助航天员出舱活动等任务，“是中国空间站在轨建造能力水平的重要标志”。不仅如此，其技术水平也属世界排名前列，甚至被认为足以媲美国际空间站上的“加拿大臂2号”的机械臂。

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“大力神臂”可在太空抓取物体

以往只能在科幻电影看到的片段，如今在现实场景中也能够看见了。

天和核心舱外的一对大型机械臂，作为我国首个具有七个自由度的机械臂，在此次的神舟十二号任务中就是让航天员实现人机协同。

由于机械臂在太空中可以实现类似人类手臂的运动能力，并在较短的时间内完成较远距离的移动，从而帮助航天员在太空中完成设备的对接、安装、变轨、分离等操作。

据介绍，机械臂工作时最长长度可达18米、直径约4米左右，因此能到达空间站的任何一个角落。无论是取回放置在舱外的科学实验仪器，还是对天和核心舱实现全方位的肉眼检查，它的加入都会令这些操作变得十分轻松且方便。此外，机械臂可捕获来访悬停飞行器、转移货运飞船载荷、进行空间站舱表状态检查、辅助航天员出舱活动，并可与实验舱实现机械臂级联组合。

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中国载人航天工程总设计师周建平在接受采访时说：“机械臂其实就是一种现代化的手段和工具，可以给航天员提供强大的支撑，使得我们中国空间站的建造技术水平达到国际先进水平。”

也正是因为如此强大，美国看到我们的太空“大力神臂”后开始“瑟瑟发抖”。美国太空司令部司令詹姆斯·迪金森甚至向美国国会表示，中国太空能力的快速发展令美国感到担忧，特别是中国有一款配备了机械臂的卫星，这种卫星可以靠近敌方卫星并使其失效。

14年研发打破西方垄断

空间站机械臂到底牛在哪儿，能让美国如此忌惮？

事实上，七个自由度机械臂技术不仅是空间站的核心技术之一，而且也体现了一个国家的工业和设计能力。目前，国际空间站上安装的是加拿大制造的第二代空间站遥控机械臂系统，俗称“加拿大臂2”，而当今世界上只有极个别的国家掌握。它可以将物体运送至空间站外部的任何位置，甚至还能自行选择合适的转位基座，实现舱外爬行、自我移位和安装，是空间站上舱外最重要的装备之一。

纵观空间站机械臂发展历史，始于20世纪70年代的美国率先提出了利用机器人系统在宇宙空间工作的概念。其概念的提出，旨在通过机器人的应用，进行设备的组装、回收、维修,以及在极其恶劣的空间环境下完成一些人类难以完成的舱外活动。

1981年，哥伦比亚号航天飞机在外太空首次使用机械臂。此后，空间机械臂承担了多次外太空精确操作任务，对航天技术的发展起到了至关重要的作用。

从2007年起，中国空间技术研究院总体部就全面启动了空间站机械臂的研发工作。研制初期，中国就确定了空间站机械臂性能必须能够完成的任务包括空间站舱段转位与辅助对接、悬停飞行器捕获与辅助对接、支持航天员出舱活动、舱外各类负载搬运、舱外状态检查和舱外设备安装、更换或维修等各项工作。

2009年，中国电科21所又开始为航天配套研制载人三期天和舱空间机械臂空间驱动组件、高精度位置传感器等机械臂核心部件以及空间站任务其他相关配套电机。

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值得注意的，空间站机械臂的七个自由度是其技术的一大亮点。据中国电科21所专家介绍，七个自由度是对人类手臂的最真实还原。即核心舱机械臂通过末端执行器与目标适配器之间的对接与分离，类似于木工常用的榫卯结构，可实现舱体爬行功能，以一种类似蠕虫的运动方式移动到空间站的许多部分，进而在更大范围触达空间站各舱体外表面。

除此之外，21所研发人员还突破了空间机械臂核心部件小型化设计技术、空间电磁制动器无粉尘结构设计技术、长寿命空间运动部件润滑技术等关键技术难题，为我国空间机械臂提供了高质量的核心部件。核心部件于2020年获得了国防科学技术进步二等奖。

总 结

据悉，基于国产计算平台研发的机械臂操作台，实现了在计算资源受限情况下的并联机构闭环控制、力渲染、空间矢量控制、系统微振动抑制、系统微振动抑制、图形显示及加速、投射电容触控技术等关键技术的突破，整体指标达到国际先进水平。

与此同时，我国在实现空间机器人系统研制体系的全方位构建方面，不但能够满足空间站机械臂的使用，而且还应用到月球探测采样机械臂、火星车移动系统等空间机器人系统研制需求，同时这些技术还可满足外骨骼机器人等军民融合方面的应用拓展。

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在2019世界机器人大会上，工信部部长苗圩曾强调：“加快发展机器人产业是制造业高质量发展的重要方向。面对发展过程中的诸多问题和挑战，机器人产业关键核心技术需要进一步提升，应用场景和领域需要进一步拓展。”

如今，中国天和核心舱机械臂堪称太空中的“变形金刚”，网友们也纷纷为中国太空技术发展点赞。可以预见，随着机器人产业技术的不断发展，中国航天的未来也将会是更广阔的星辰大海。

（内容综合自网络）