“玉兔”很活躍：機械臂一次投放須經十幾個步驟

　　經歷了10多天-180℃的休眠后，這只醒來的“兔子”格外活躍，它已經不滿足于“跑跑步”，還做起了手臂伸展運動。

　　動的是“玉兔”，考驗的卻是遠在38萬公里外的北京航天飛行控制中心機械臂控制軟件設計師榮志飛。在這個29歲小伙子的精確操控下，纖細的“玉兔之手”顯得異常靈巧。

　　長0.5米的“玉兔之手”是中國機械臂家族中的“小個子”，當它向地球發回第一份對月壤的科學探測數據時，這個“小個子”實現了“中國首次月面科學探測”的大夢想。

　　在遙操作大廳，榮志飛告訴記者：“機械臂末端的粒子激發X射線譜儀與探測點距離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，在精度和難度上是一個怎樣的概念？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，猶如控制38萬公里之外的‘手’穿針引線，稍有偏差就會前功盡棄。”

　　作為中國第一個登陸外星球的空間機械臂，“玉兔之手”很低調，它藏在“玉兔”號月球車正面的五星紅旗圖案下方，不仔細看還注意不到這個有著“四肢三軸”的活動機構。

　　肢，猶如人的手臂；軸，是肢的連接點，如同手臂的關節。機械臂展開后，最里面的關節只能左右移動，中間的關節和末端的關節只能上下移動，就像人的手臂和手掌繞關節活動一樣。

　　那么，“玉兔之手”如何在地面控制下完成科學探測？

　　“對機械臂的控制，主要依靠遙操作控制技術。”北京航天飛行控制中心總工程師周建亮介紹，“我們綜合考慮機械臂的構造特點，建立了精確的控制算法模型，研發了具有自主知識產權的機械臂遙操作控制系統，能夠實現對機械臂毫米級的精確控制。”

　　據介紹，受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過十幾個操作步驟，而且每一個步驟的投放角度都要經過極其精密的計算。

　　投放、收攏，機械臂要做的事就這么兩件。這看似簡單的“伸伸胳膊”，卻蘊藏著不可逆的風險。“機械臂離被探測物過近的話，載荷會與其碰撞，輕則損害載荷涂層，重則造成機械臂損壞。但機械臂距離過遠的話，又達不到探測效果。”北京航天飛行控制中心軌道室控制組組長劉勇說，按載荷的設計指標，探頭是不允許磕碰的。因此，在設計機械臂時，必須追求精度，讓0.5米長的機械臂運動精度達到毫米級。

　　步入遙操作廳，劉勇和榮志飛協同配合現場演示了機械臂的整個遙操作控制流程。大屏幕上，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。

　　據介紹，月壤探測只是月面工作段科學探測的一個開始，后續還有更多的科學探測任務依賴身手不凡的“玉兔之手”。 (記者 張曉祺 通訊員 祁登峰)