我国空间站成功开展首个舱内特种作业机器人在轨试验

中国空间站航天技术试验领域最新进展曝光，成功完成了空间站管道检测机器人在轨试验。这次试验验证了一项关键技术，即适应多种复杂管道的大变径比管道机器人设计和多级协调全身运动控制。此举证明了机器人在空间站管道复杂环境下的自主适应运动能力和安全性，为未来在空间站管道的实际应用积累了宝贵经验。

航天员在轨搭建了模拟管道，包含不同直径的直管、弯管、锥管。在模拟管道内，他们开展了机器人运动能力试验、收缩状态下管道机器人拉出试验以及机器人状态微调后拉出试验。

在试验过程中，机器人成功通过多种直径的直管、弯管、锥管，验证了适应多种复杂管道的机器人自主运动技术；机器人能够轻松从复杂管道内拉出，验证了机器人被动柔顺机构的安全性。

空间站管道结构复杂，管径跨度大、突变、不连续，机器人适应空间站管道完成自主运动是一大挑战；

机器人在管道内运动，需要确保与管壁接触力对管径变化的适应性，同时避免卡滞在管道中。因此，管道机器人在管道中的运动安全性是一个重要挑战。

值得一提的是，管道机器人设计中借鉴了棘皮动物的管足器官“静止时收缩于体内，运动时向外延伸”的运动机理。提出了“自主伸张、受力收缩、无电变柔”的仿生变刚度设计思路，设计了主被动结合的腿部剪叉伸缩机构。

管道机器人的被动机构使机器人腿部可根据管径快速调整长度，以适应管径变化；主动机构实时控制机器人脚部与管壁的压力，保证机器人脚部与管壁可靠接触，使机器人具有足够动力前进。

这一设计既保证了对复杂管道的适应性，又解决了管道中的运动安全性，为空间站管道的应用提供了重要技术支持。

机器人采用了两头两尾前后对称的模块化结构，具有 23 个自由度，配备了多种类型传感器。机器人通过全身传感器信息计算姿态、位置，并制定运动策略，以平稳地在空间站管道内运动。

广告声明：文中含有对外跳转链接，旨在传达更多信息，节省查找时间，内容仅供参考。