“天眼的瞳孔”——饋源接收機

在“天眼”這個異常精密、復(fù)雜的大科學(xué)裝置中，饋源接收機是重要的核心組成部分，負責接收天體發(fā)出的電磁波信號，堪稱“天眼的瞳孔”。

“中國天眼”全景（維護保養(yǎng)期間拍攝）新華社記者歐東衢攝

“天眼”的“瞳孔保健師”——智能機器人

為保障饋源接收機能夠得以安全、高效地運維拆裝，中國航天科工集團承研的“饋源接收機拆裝機器人”憑借出色的載重性能、靈活的移動能力和超強的識別能力，精心呵護“天眼的瞳孔”，使其能更加明亮、精準地凝望宇宙深空。

“中國天眼”進入智能機器人運維時代

7 月26 日，國家重點研發(fā)計劃“智能機器人”

重點專項——“重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施FAST 運行維護作業(yè)機器人系統(tǒng)”項目通過現(xiàn)場驗收，標志著“中國天眼”進入“智能機器人運維時代”。

饋源接收機包含多波束饋源接收機、超寬帶饋源接收機等7 個頻段的接收機，但存在機械接口多、體積重量大、安裝空間局限等特點，使得運維拆裝任務(wù)極其復(fù)雜。

如，呈十二邊形的多波束饋源接收機和下平臺直徑達到3.2 米，重量2.5 噸，而且饋源接收機運行費用高達30 萬元/ 小時，人工拆裝更換時間長達3 天以上，效率低、成本高，人工運輸危險性大，必須實現(xiàn)“機器換人”。

運維機器人等待饋源倉下降至拆卸作業(yè)高度

柔性對接平臺能夠?qū)崿F(xiàn)與不同規(guī)格的饋源接收機柔性對接

為了解決一系列技術(shù)難題，航天控制項目團隊歷時三年逐項突破攻關(guān)，創(chuàng)新性采用多機械臂協(xié)同與自主避障的螺栓拆裝技術(shù)、大負載高精度柔性對接技術(shù)，成功研制出適應(yīng)FAST 應(yīng)用場景需要的饋源接收機拆裝機器人。

“剪刀架帶動柔性對接平臺緩緩升起，平臺四角各裝有1 臺機械臂，4 臺機械臂同時協(xié)同工作，末端扭矩槍自動將螺栓從放置盤上卸下，靈活旋轉(zhuǎn)調(diào)整位置，再精準安裝至饋源接收機底部螺紋孔……”伴隨技術(shù)人員輸入指令，F(xiàn)AST 運維機器人順利完成饋源接收機安裝和拆卸任務(wù)。

根據(jù)測試，借助拆裝機器人，可將每次拆裝所需要的時間縮短至10 小時以內(nèi)；憑借系統(tǒng)自主導(dǎo)航，機器人可將設(shè)備安全、快速地運送至5 千米外的倉庫儲存，極大縮減運維時間和成本。

2019 年10 月以來，F(xiàn)AST 年觀測時間穩(wěn)定在5300 小時左右，望遠鏡性能也在不斷提升，巡天效率實現(xiàn)數(shù)量級提升，發(fā)現(xiàn)800 余顆新脈沖星，是同期國外同類型觀測設(shè)備發(fā)現(xiàn)脈沖星總數(shù)的3倍以上，成為全球搜尋脈沖星效率最高的射電望遠鏡。

研究人員通過遙控器對機器人下達指令

饋源接收機拆裝機器人在FAST現(xiàn)場進行饋源接收機的拆裝作業(yè)

運維機器人前往饋源接收機的拆卸現(xiàn)場

未來，借助饋源接收機拆裝機器人，F(xiàn)AST 能夠?qū)崿F(xiàn)不同頻段饋源接收機的自動拆裝轉(zhuǎn)運，呵護“中國天眼”的“瞳孔”，顯著提高望遠鏡的使用效率。五套運維機器人系統(tǒng)協(xié)同發(fā)力，將有望助力FAST 年觀測時間增加30 天，更好促進天文成果產(chǎn)出。

（本文摘編自新華社、天眼新聞、動靜貴州、中國航天科工微信公眾號等）