综述

大家在电视里面应该都看到过，宇航员执行任务一般来说都需要进入到自己国家的空间站，但是我们却很少了解他们进入空间站之后的工作内容。

以神舟12号飞船为例，在他们的任务列表当中最重要的一项就是出舱，而且在时间长度上也有一个很大的挑战就是前后需要持续七到八个小时左右，那么在这段时间当中他们具体要做些什么呢？

空间站机械臂

根据宇航员们向我们介绍，其中让人印象最深刻的就是使用机械臂，这听起来就和许多城市建筑项目工程当中的施工机械差不多，但是事实并非如此，要知道中国的空间站机械臂可以说是名声在外，甚至就连美国也对此十分关注。

在他们看来，我们的机械臂在某种意义上代表了中国航天的发展水平已经远远超过世界的想象，其中最让他们感到有危机感的就是配合空间站机械臂生产出来的一种卫星，它最大的特点就是能够攻略对方的卫星，让他在一段时间之内失去运转能力。

听起来好像没有什么厉害的，但是如果放在两军交战的场景下，这样的技术优势有时候能够起到关键性的决定作用。

那么到底什么是空间站机械臂，他的又是如何诞生和发展的呢？关于机械臂的产生可以追溯到上世纪70年代，那个时候的世界正处在美苏争霸的火热气氛当中，两个超级大国为了对抗彼此，在航天领域进行了激烈的竞争。

就在这个时候美国首先提出了一个新颖的概念，那就是在太空执行任务的过程当中使用机器人系统，具体来说就是借助机器人来帮助我们完成一些难度比较大的任务，包括各种空间设备的检修、以及超出人力操作范围之外的活动。

这样一来既可以提高执行的效率，也能够降低操作的风险，如果能够让机器人彻底取代人工，航天事业的发展很有可能进入到全新的阶段。

经过十余年的研究和探索，1981年，一架名为哥伦比亚好的航天飞机在人类历史上首次使用了机械臂，并且顺利完成了指定的项目任务，从这个时候开始，空间站机械臂的发展慢慢走向成熟。

我国虽然在航空领域的起步比较晚，但是经过近半个世纪的追赶，已经在这个方面取得了一些耀眼的成绩，比如天和核心舱机械臂就是我们最知名的研制成果。

它最大的特点就是机械臂的组成有很大的创新升级，尤其是七个自由度的机械臂结构，大大的延长了任务执行可使用的长度，并且把直径扩大到了4米，载重能力也比原来的同类产品得到了很大的提高。

天和核心舱机械臂

在科学家看来，这一整套的机械臂装备是非常接近人类手臂的运动原理的，从关节组成到臂感设计，从抓取机器到控制机器，都非常的精密和严谨。

经过专家对这套设备的评估，认为中国制造的天和核心舱机械臂已经达到了国际领先水平，在此之前美国一直都是这个领域的领头羊，他们的加拿大臂2曾经一度是世界范围内的第一，但是如今和天和机械臂也算是不分伯仲了。

二者之间的共同点也非常的多，比如都实现了七个自由度的机械臂，能够非常灵活的在空间站当中进行物体的抓取和其他操作，在维修方面可以提供比较有效的辅助，尤其是当宇航员去到舱外进行活动的时候，机械臂在许多方面都能够提供支持。

但是美国的加拿大臂2和中国的天和机械臂相比，最大的弱势就是他的载重能力比较低，基本上只有我们的。

随着中国自主研发能力不断提高，我们在机械臂研制方面但成果也是越来越突出，天和核心舱机械臂就是比较典型的一个代表，研发团队不管是在硬件还是软件技术方面，都让这个机械臂实现了全面的升级。

比如传感器、执行器以及高水平的驱动组件，这些都帮助机械臂能够更好地实现运动、定位、操作等功能，让他能够既节省空间，又有较高的工作效率，尤其是在设计操作台的时候。

因为这个部位是地面和空间站之间的中介，是实现信息交互和数据交接的重要端口，所以必须保证能够稳定持续的进行运转。

为此，科学家们针对操控的需求对操作台的配置进行了全方位的优化，方便地面控制中心能够更加有效地实现对机械臂的监测和控制，并且可以通过提前演习和训练大确保重大任务执行能够顺利完成，尤其是针对空间站所设计的人机交互模型。

大大的降低了宇航员进行各种任务的难度，让人机之间的配合更加和谐有效。

结语

总的来说，我国的空间站机械臂研发制作水平已经在国际上得到了广泛的认可，而且其操作台所基于的研发平台几乎全部都是国产工业的成果，这也就意味着我们已经实现了独立自主的技术研发和设备制造，各项指标都已经达到甚至超过了国际水平。

在很多人看来，中国的机械臂就像是横空出世的变形金刚，而且还是从中国本土独立生长出来的产品，这就意味着未来我们在航天领域的发展还会有着更多的潜力和可能性。