星表作业模块化管道布设与装配机器人

这套面向星表基础设施搭建场景的模块化管道布设与装配作业装备，核心定位是在无人工持续介入的地外天体表面，完成流体输送管网的自主搭建、模块对接与永久连接作业，适配低重力、多扬尘、无大气防护的严苛野外作业环境，整套系统拆分为桁架式支撑骨架、通用流体管道、挂载固定挂钩、多自由度定位机械臂、管内旋转焊接执行端五个可独立运输、在轨/星表快速拼接的单元，所有单元均遵循统一的接口标准，可根据作业面的管路走向需求自由组合排布，不需要针对不同管路走向定制专用工装。

从实际作业逻辑来看，整套系统的支撑体系采用镂空三角桁架结构，这种结构在保证整体抗弯、抗扭刚度的前提下，最大限度降低了结构自重，桁架杆件之间采用标准快接接口，单段桁架的长度、转角模块都做了系列化设计，既可以沿星表平地铺设直线路由，也可以通过转角桁架模块完成90度乃至任意角度的管路转向，桁架的安装边界完全适配标准星表巡视器的载货舱尺寸，单段桁架拆分后可直接装入巡视器货格，不需要额外定制运输托架。管道本身采用大口径薄壁中空结构，内壁做光滑导流处理，通用设计可兼容气态、液态乃至浆态介质的输送，既可以用于星表基地的生命保障流体输送，也可以承担资源开采环节的输料、输水任务，管道外壁预留了统一的卡扣定位槽，和挂钩的夹持型面完全匹配，不需要额外在管道上焊接附属安装座。

用于将管道固定在桁架上的挂钩组件，参考了成熟的星表栖息舱连接机器人的构型做了适配改进，挂钩的夹紧动作采用可逆式双性机械紧固原理，夹紧后可以提供足够的预紧力抵抗低重力环境下的管路振动、热胀冷缩位移，同时在需要管路改线、模块更换时可以反向解锁，不会破坏桁架和管道的本体结构，挂钩的伺服电机布置位置做了偏置优化，避开了管道和桁架杆件的运动干涉区，挂载后电机外壳不会突出到桁架的通行边界之外，避免后续巡检机器人沿桁架移动时发生剐蹭。

管道模块的就位、挂钩的对位锁紧动作，由一台基于成熟星表作业机械臂衍生而来的定位机器人完成，在原有作业臂的基础上增设了第三组机械臂，两组主臂负责抬持管道段、调整管道的同轴度，第三组辅助臂可以同时抓取挂钩、完成紧固件的对位锁紧，三个臂的作业动作互不干涉，不需要像单臂作业那样频繁更换末端执行器，单段管道的固定作业耗时相比单臂方案压缩近一半。这台定位机器人同时承担管道模块的位姿测量任务，末端搭载的视觉测量单元可以实时识别桁架上的定位基准孔、管道端面的对接标记，自动补偿星表地形沉降带来的桁架位置偏差，保证相邻两段管道的对接同轴度控制在密封允许的公差范围内。

管道段之间的永久连接采用管内旋转焊接方案，焊接执行单元为小型自主行走机器人，作业前从管道的开口端送入管内，沿管道内壁行走至对接焊缝位置，到位后执行机构以自身轴线为旋转轴，整周旋转1200度完成整圈焊缝的连续焊接，焊接过程中焊接头始终保持恒定的伸出长度和焊接压力，不受管道外部桁架结构、地形起伏的影响，焊缝成型均匀一致，焊后不需要额外在管道外部做打磨处理，焊接完成后焊接机器人沿管道内部原路返回，从入口端驶出即可进入下一段管路的焊接作业。整套系统的所有模块都采用通用化接口，桁架、管道、挂钩、作业机器人之间的连接尺寸全部统一，作业过程中如果某一个模块出现故障，可以直接由备用模块替换，不需要对整套管网做拆解，非常适合远离地球、维修补给困难的星表作业场景，后续拓展时只需要追加同标准的桁架和管道段，就可以无限延伸管网的覆盖范围，支撑星表基地从初期小规模驻留到长期大规模运营的流体输送需求。