专题 | TA让航天器总装更给力
日前，在中国空间技术研究院天津大型航天器AIT的总装区，出现了一个奇怪的家伙，它的身边围绕了好多人，只见它用自己的身躯托举了125kg重的"球体"，完成了"球体"的安装工作。所有人都在惊呼，那么如此奇怪的家伙到底有什么特别之处呢？
顾名思义，机器人总装是指将机器人用于大型航天器装配过程之中，利用机器人的智能化、自动化，通过执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等多系统集成完成航天器装配任务。
大型航天器舱外大重量设备的总装一直是困扰我们的一个难点及风险点，传统的安装方式已不再适用于大型航天器总装过程。舱外"球形力矩陀螺"具有结构复杂、重量体积大、安装精度高、接口形式复杂等诸多难点，国内乃至国际上对如此结构形式和重量的设备尚没有相关安装说明，中国空间技术研究院下属北京卫星环境工程研究所的技术人员提前在"球体"设计之初，进行协同攻关，早早制定了安装方案——机器人精密装配系统。
天津基地大型航天器舱外布局了较多大重量的设备，给航天器的总装带来了严峻的挑战，其中力矩陀螺最为典型，它是大型航天器在轨过程舱体姿态控制的关键设备，外形像皮球一样，我们亲切的称之为"球体"。它的重量达到了125kg，在安装过程中需要使这个"球体"精准地落入到与之仅有3mm缝隙的"球网"里，该如何安全可靠地完成如此严峻的挑战呢？
北京卫星环境工程研究所于2015年1月12日正式成立专业的研制团队，经过对"球体"安装的工况分析、方案论证，于2015年3月10日确定采用"机器人精密装配系统"来实现"球体"安装，在方案分析、选型详细设计、仿真分析及人机工效学评价等方面下足了功夫。经过反复论证，最终决定采用500kg机械臂作为主体，设计了其末端可以操作的"手"，并将人的感知注入到机械臂内部。通过人来操控机械臂末端的"手"拾取"球体"，同时机械臂末端的"手"通过感知人手的力进行路径规划和位置移动，直接将人的思维传递给机械臂。经过地面反复试验验证，"机器人精密装配系统"最终于2016年6月22日首次亮相天津AIT，实现了"球形力矩陀螺"的精确安装。这套系统不仅是实现"球形力矩陀螺"安装的设备，还是人类智慧的延续，绝对称得上是一个"机器人精密装配系统"。
未来，航天器总装工作将面临更多的舱外大重量产品，"球形力矩陀螺"仅仅是其中一种，还有很多不同结构形式的大重量设备等待着"机器人精密装配系统"去完成它的使命。通过改造"机器人精密装配系统" 末端的"手"，我们可以实现对不同安装状态设备的装配，满足大型航天器精密装配的需求，也可以将"机器人精密装配系统"扩展应用到不同型号航天器的总装过程，我们也能够实现航天器的智能化总装，形成智能工厂。同时，通过改变"机器人精密装配系统"搭载的产品，我们还能够实现自动化精测及检漏等相关专业测试，让专业测试更加智能化。
今后，北京卫星环境工程研究所将结合"机器人精密装配系统"设计理念，进一步推广智能化装备，推动"宇航智造工程"建设，促进该所智能化装备升级，为大型航天器智能装配描绘一幅更广阔的前景。