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1月14日，遙遠的月宮再次傳來佳音，北京航天飛行控制中心精確控制嫦娥三號巡視器舒展“玉兔之手”――機械臂，對腳下月壤成功進行了第一次元素成分科學探測分析。 這次探測，是北京航天飛行控制中心第一次正式投放使用巡視器機械臂進行科學探測工作。之前，在2013年12月23日凌晨，北京中心也控制機械臂進行了一次投放，只不過那次投放是先期技術(shù)驗證。在北京中心遙操作大廳，年輕的機械臂控制軟件設(shè)計人榮志飛告訴記者：“機械臂末端的粒子激發(fā)X射線譜儀與目標探測點的距離在20毫米左右，偏差不超過10毫米。” 38萬公里的操作距離，不到10毫米的控制偏差，在精度和難度上這是一個怎樣的概念？為此，榮志飛給記者打了個形象的比喻：“在38萬公里外控制月球車機械臂精確投放猶如在浩瀚太空穿針引線，稍有偏差就會前功盡棄。” “玉兔之手”位于“玉兔號”月球車正面的五星紅旗圖案下方，是有一個“四肢三軸”的活動機構(gòu)。肢猶如人的手臂，軸是肢的連接點，如同手臂的關(guān)節(jié)。機械臂展開后，最里面的關(guān)節(jié)只能左右移動，中間的關(guān)節(jié)和末端的關(guān)節(jié)只能上下移動，就像人的手臂和手掌繞關(guān)節(jié)一樣，然而卻遠遠不如人的手臂靈活。 那么“玉兔之手”是如何在地面控制下完成科學探測的呢？ “對‘玉兔之手的控制主要依靠機械臂遙操作控制技術(shù)。”北京航天飛行控制中心總工程師周建亮介紹說。“我們綜合考慮機械臂的構(gòu)造特點和科學探測的各類約束條件，建立了精確的控制算法模型，并研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的機械臂遙操作控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對機械臂毫米量級的精確控制。” 據(jù)周建亮介紹，由于活動維度限制和避障等因素的影響，要完成對一個目標點的探測，機械臂一次投放一般要經(jīng)過十七八步操作，而且每一步的投放角度都要經(jīng)過極其精密的計算。 北京中心軌道室控制組組長劉勇是該中心機械臂遙操作控制技術(shù)的負責人，他結(jié)合自己多年軌道控制的經(jīng)驗，通過近一年的計算鉆研，自主建立了機械臂規(guī)劃控制正向求解算法、逆向求解算法和機械臂避障算法三個算法模型，有效解決了“玉兔之手”精確控制和有效避障接近目標點的困難。在遙操作廳，劉勇和榮志飛協(xié)同配合給大家演示了機械臂的整個遙操作控制流程。看著纖細靈巧的“玉兔之手”在榮志飛的精確操控下緩緩舒展，精確避障，最終到達預定位置，現(xiàn)場的專家和記者都紛紛伸出了大拇指。 榮志飛告訴記者，今天的月壤探測只是月面工作段科學探測的一個開始，后面還有更多的科學探測目標要依賴“玉兔之手”。我們共同期待“玉兔之手”在未來的月面科學探測工作中大顯身手。(祁登峰) (責任編輯：白雪松) |
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