Page 130 - 自动化技术在机械设计及制造中的应用

自动化技术在机械设计及制造中的应用
Application of Automation Technology in Mechanical Design and Manufacturing

用于抓取卫星，而且在修理完毕后还要靠它将卫星放回太空，使其重新进行工作。
无论是航天飞机还是太空空间站，都少不了一样东西，那就是它们能伸向太
空的巨臂——太空机械臂。自从 1981 年美国“哥伦比亚号”航天飞机在外太空
首次使用机械臂以来，航天飞机机械臂承担了多次外太空精确操纵任务。例如，

将航天飞机有效载荷释放进入预定轨道，帮助航天员对发生故障的航天器进行维
修等。太空机械臂具有良好的实用性、可靠性和多功能等特点。美国“发现号”
航天飞机发射升空过程中机壳外表隔热材料脱落，对其返回的安全性影响很大。
为此，太空飞行中由宇航员走出舱外，借助于太空机械臂成功地对其进行了维护

与维修。
在星球探索中，航天机器人发挥了重要作用。如 1970 年 11 月 17 日 7 时 20 分，
“鲁诺寇德一号”探查机器人在月球着陆，从此揭开了人类探索宇宙的新纪元。
登月成功之后，美国、苏联紧接着开展登陆火星的研究工作。由于相关技术的发

展，美、苏都研究利用微小型机器人进行火星探测。它的好处是成本低，研究周
期短。因此，微小型化成为探查机器人的发展方向。
火星探索中，登上火星的首先是苏联 PROP-M 号小型探查机器人，该机器
人的重量是 4.5kg。随后，美国 NASA 又相继研制了用于星球探测的微小型探查

机器人和纳米探查机器人。前者重量为 3.5kg，后者重量为 0.8kg。为了能在星球
表面复杂地形下行走，星球探测机器人的移动机构设计非常重要。目前微小型星
球探测车大多数采用的是轮式机构如美国国家航空航天管理局研制的火星车“索
杰纳（Sojoumer）”“Rokey”系列、“勇气号”和“机遇号”都是六轮行驶机构。

“Nanorover”微型火星车是一种奇特的轮式移动机构，能够底盘朝上时自动翻转，
自动矫正。目前，中国各家单位研制的微型月球车也多以轮式为主，中国科学院
沈阳自动化研究所针对微小型星球探测机器人的移动机构，设计了一系列的复合
移动机构，其中包括“沙地一号”“沙地二号”“沙地三号”微小型移动机器人，

此外中国空间技术研究院、上海航天局、哈工大、上海交大也相继研制出了轮式
月球探测机器人样机。这些星球探测机器人的制造显然离不开发达的机械制造业。
美国的“发现号”航天飞机、俄罗斯的“联盟号”载人飞船实现了人类太空旅行
和向国际空间站运送宇航员、物资和仪器等目标。航天飞机和载人飞船的成功发

射、太空运行以及成功返回着陆的每时每刻都标志着人类取得的辉煌成就。
在太空探索中，中国是世界上继美国、俄罗斯后第三个成功实现载人航天飞

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