初原載于 愛學習的 青春材制????2020-10-23

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2020年7月23日，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器成功在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。其將在地火轉移軌道飛行約7個月，預計2021年2月進入環(huán)火軌道、同年5月降落火星。同嫦娥落月放出玉兔號一樣，天問一號降落火星后也會放出火星車。除了幫助這些小車前行的傳動系統(tǒng)，發(fā)送信號的通訊裝置，它們搭載的機械臂，是探測車上不可或缺的靈魂。

在科幻電影中，戰(zhàn)斗機器人打斗作戰(zhàn)中揮舞刀槍也靠機械臂，其每次揮臂都只是機械重復系統(tǒng)中的指令。但由于太空探測需要更加精細的控制和微操、科學家需要實時掌控并調整機械臂的動作情況，這時我們的傳動裝置就要大顯身手了。

傳動裝置是把動力裝置的動力傳遞給工作機構等的中間設備，通俗的說就是運送動力的中介。其可分為機械傳動、電力傳動、氣體傳動、液體傳動。目前我國的探測車機械臂主要靠電力傳動和液體傳動，而電力傳動無法進行頻繁的啟動、制動，因此很少單獨采用。液體傳動中主要采用液壓傳動，即利用液體壓力進行能量轉換，可以簡化結構，減輕質量，減少材料消耗與勞動強度，提高工作效率和工作的可靠性。

再來說說動力輸送的流程，動力源產生的動力會激發(fā)電流電信號，從而告訴傳動系統(tǒng)要干活兒了。傳動系統(tǒng)會以下圖的方式與發(fā)動機等元件結合，形成等效動力源。類似于計算機編程的輸入與輸出信號，發(fā)動機的轉速越大，其產生的動力越強，輸送到機械臂自由端的驅動力會越大，其移動的速度會越快。同樣的，這個速度會以電信號的形式傳回傳動系統(tǒng)，告知系統(tǒng)此速度是快是慢，形成類似生物上的“負反饋調節(jié)”。

有了傳動裝置輸送的源源動力，探測車的機械臂才能大展宏圖。其有一個相當于肩的“關節(jié)”，得以使機械臂展開，就像我們人類可以自由屈、伸、收、展、旋轉及環(huán)轉胳膊一樣；然后再伸展另一個“關節(jié)”，將機械臂的自由端伸張出去，通過類似人類腕關節(jié)來運動。如此，機械臂就可以載著探頭探向地面，在地球上科學家的指揮下，探索我們還未知的世界。如玉兔號落月后，機械臂伸展安裝在機械臂前端的粒子激發(fā)X譜儀，在兩個月晝各進行了一次探測，獲取了落月地月表組成元素的數據。

2020年9月19日的中國航天大會上，中國探月工程副總設計師表示，預計2020年底之前發(fā)射“嫦娥五號”，實現月球區(qū)域軟著陸及采樣返回。嫦娥五號月球車上的機械臂被設計為一種能夠滿足俯仰和滾動姿態(tài)、升降高度可按需求調節(jié)的裝置。屆時，我們將有機會一睹機械臂的真容和它的偉大功用，在人類向未知領域探索時發(fā)揮的重大作用，在人類肉體觸手所不能及的地方拾取知識的碎片。

憶往昔，從東方紅一號響徹蒼穹到神舟五號撼動世界、從天宮一號空間實驗室建立到中國太空空間站的建設、從嫦娥攬月到天問遠行，是一代又一代中國航天人的努力結晶，機械工程的理論知識在其中發(fā)揮著不可磨滅的作用?？唇癯?，我們未來的學習之旅，依舊很長；未來的中國航天，仍有很長的路要走，但這條路的遠方，有你我潛心學習的身影。路亦崎嶇，險亦崢嶸，齊心與共，祖國長宏。

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引用文獻：

1.（傳動裝置——百度百科）

2.（傳動裝置——MBA智庫百科）

3.（液壓傳動——百度百科）

4.（嫦娥三號月球車機械臂展開——中國新聞網）

5.（高奔,韓佩彤,石光達,盆洪民,冉江南,李祺.“嫦娥五號”月球探測器著陸姿態(tài)模擬裝置設計[J].航天器環(huán)境工程,2020,37(01):65-72.）

6.（曹原,金釗,郝鵬飛,李風剛,王峰.液力傳動機械動力匹配方法研究[J].裝備與車輛工程,2020,58(09):77-81.）

撰? 稿? 人：科技協(xié)會科創(chuàng)部　　　 張凱旋

責任編輯：科技協(xié)會科創(chuàng)部　　　 馬浩然

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