“玉兔”很活躍：機(jī)械臂一次投放須經(jīng)十幾個(gè)步驟

　　經(jīng)歷了10多天-180℃的休眠后，這只醒來(lái)的“兔子”格外活躍，它已經(jīng)不滿足于“跑跑步”，還做起了手臂伸展運(yùn)動(dòng)。

　　動(dòng)的是“玉兔”，考驗(yàn)的卻是遠(yuǎn)在38萬(wàn)公里外的北京航天飛行控制中心機(jī)械臂控制軟件設(shè)計(jì)師榮志飛。在這個(gè)29歲小伙子的精確操控下，纖細(xì)的“玉兔之手”顯得異常靈巧。

　　長(zhǎng)0.5米的“玉兔之手”是中國(guó)機(jī)械臂家族中的“小個(gè)子”，當(dāng)它向地球發(fā)回第一份對(duì)月壤的科學(xué)探測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，這個(gè)“小個(gè)子”實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)首次月面科學(xué)探測(cè)”的大夢(mèng)想。

　　在遙操作大廳，榮志飛告訴記者：“機(jī)械臂末端的粒子激發(fā)X射線譜儀與探測(cè)點(diǎn)距離20毫米左右，偏差不超過10毫米。”

　　38萬(wàn)公里的操作距離，不到10毫米的控制偏差，在精度和難度上是一個(gè)怎樣的概念？榮志飛給記者打了個(gè)形象的比喻：“在38萬(wàn)公里外控制月球車機(jī)械臂精確投放，猶如控制38萬(wàn)公里之外的‘手’穿針引線，稍有偏差就會(huì)前功盡棄。”

　　作為中國(guó)第一個(gè)登陸外星球的空間機(jī)械臂，“玉兔之手”很低調(diào)，它藏在“玉兔”號(hào)月球車正面的五星紅旗圖案下方，不仔細(xì)看還注意不到這個(gè)有著“四肢三軸”的活動(dòng)機(jī)構(gòu)。

　　肢，猶如人的手臂；軸，是肢的連接點(diǎn)，如同手臂的關(guān)節(jié)。機(jī)械臂展開后，最里面的關(guān)節(jié)只能左右移動(dòng)，中間的關(guān)節(jié)和末端的關(guān)節(jié)只能上下移動(dòng)，就像人的手臂和手掌繞關(guān)節(jié)活動(dòng)一樣。

　　那么，“玉兔之手”如何在地面控制下完成科學(xué)探測(cè)？

　　“對(duì)機(jī)械臂的控制，主要依靠遙操作控制技術(shù)。”北京航天飛行控制中心總工程師周建亮介紹，“我們綜合考慮機(jī)械臂的構(gòu)造特點(diǎn)，建立了精確的控制算法模型，研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)械臂遙操作控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械臂毫米級(jí)的精確控制。”

　　據(jù)介紹，受活動(dòng)維度限制和避障等因素的影響，要完成對(duì)一個(gè)目標(biāo)點(diǎn)的探測(cè)，機(jī)械臂一次投放一般要經(jīng)過十幾個(gè)操作步驟，而且每一個(gè)步驟的投放角度都要經(jīng)過極其精密的計(jì)算。

　　投放、收攏，機(jī)械臂要做的事就這么兩件。這看似簡(jiǎn)單的“伸伸胳膊”，卻蘊(yùn)藏著不可逆的風(fēng)險(xiǎn)。“機(jī)械臂離被探測(cè)物過近的話，載荷會(huì)與其碰撞，輕則損害載荷涂層，重則造成機(jī)械臂損壞。但機(jī)械臂距離過遠(yuǎn)的話，又達(dá)不到探測(cè)效果。”北京航天飛行控制中心軌道室控制組組長(zhǎng)劉勇說，按載荷的設(shè)計(jì)指標(biāo)，探頭是不允許磕碰的。因此，在設(shè)計(jì)機(jī)械臂時(shí)，必須追求精度，讓0.5米長(zhǎng)的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)精度達(dá)到毫米級(jí)。

　　步入遙操作廳，劉勇和榮志飛協(xié)同配合現(xiàn)場(chǎng)演示了機(jī)械臂的整個(gè)遙操作控制流程。大屏幕上，纖細(xì)靈巧的“玉兔之手”在榮志飛的精確操控下緩緩舒展，精確避障，最終到達(dá)預(yù)定位置。

　　據(jù)介紹，月壤探測(cè)只是月面工作段科學(xué)探測(cè)的一個(gè)開始，后續(xù)還有更多的科學(xué)探測(cè)任務(wù)依賴身手不凡的“玉兔之手”。 (記者 張曉祺 通訊員 祁登峰)