在月球表面探测与作业任务场景中,航天员出舱执行各类操作时,需要配套适配低重力、真空环境的辅助作业装置,这款便携式固定月球火炬配套抓握装置,正是针对月面作业的特殊工况开发的配套支撑结构。从实际使用场景来看,月面地形存在月壤松软、凹凸不平的特征,航天员穿着厚重的舱外航天服时,肢体活动范围受限、操作灵活性下降,传统的手持火炬类设备在长时间持握时容易产生疲劳,且在低重力环境下容易出现握持不稳、设备飘移的问题,该装置通过抓握腿与脚部抓握结构的组合设计,能够为火炬类作业设备提供稳定的固定支撑,无需航天员长时间持续施力握持,大幅降低出舱作业的体力消耗。
从功能特性层面分析,该装置采用紧凑的模块化结构设计,整体构型围绕便携性与快速部署两个核心目标优化,抓握腿部分采用可收放的结构形式,非使用状态下可以折叠收拢,收拢后整体轮廓规整,能够适配航天服随身工具挂载位的尺寸边界,不会对航天员的行走、攀爬等动作产生干涉。展开状态下,多组抓握腿形成稳定的多点支撑结构,配合脚部的抓握锚定结构,能够插入月壤表层形成稳定的固定基础,即使在月面存在一定坡度的地形条件下,也可以通过调整各抓握腿的展开角度,调整火炬主体的朝向与水平度,满足不同作业场景下的设备姿态要求。
设计思路上,该装置充分考虑了月面作业的实际约束,首先是重量控制,所有结构件在满足强度要求的前提下尽可能做轻量化处理,避免给航天员出舱活动增加额外的负重负担;其次是操作便捷性,整个装置的展开、固定、收拢操作都可以通过单手完成,不需要借助额外的工具,航天员戴着厚重的航天服手套也能够顺利完成所有操作步骤,不存在细小的操作零件,避免在操作过程中出现零件脱落遗落的问题,适配航天服操作的精度限制。结构的连接部位采用大尺寸的卡扣式锁紧结构,锁紧到位后有明确的触感反馈,航天员不需要通过视觉确认就能够判断结构是否锁定到位,适配月面作业时视线可能受航天服头盔遮挡的实际情况。
从安装边界与尺寸参数来看,该装置收拢状态下的整体外轮廓控制在随身挂载设备的允许尺寸范围内,不会超出航天服外挂工具包的安装空间,展开后支撑腿的跨距经过优化,既能够保证足够的支撑稳定性,避免设备在月面低重力环境下受外力倾倒,又不会占用过多的月面操作空间,不会影响航天员在设备周边的其他作业动作。脚部抓握结构的插入深度经过专门设计,既能够保证插入月壤后有足够的锚定强度,抵抗月面可能存在的微小扬尘气流扰动以及航天员操作时的触碰外力,又不会因为插入过深导致收拢时带起过多月壤,避免月壤颗粒进入结构缝隙影响机构的重复使用性能。
在实际使用过程中,该装置除了作为火炬的固定支撑结构外,还可以通过适配不同的安装接口,作为其他小型出舱作业设备的临时固定支架使用,拓展了装置的使用场景,减少航天员出舱时需要携带的辅助工具种类。结构的所有棱角位置都做了圆角钝化处理,避免尖锐边角刮擦航天服的外层防护材料,所有运动部件的活动间隙都经过严格控制,不会出现夹手或者卡滞航天服面料的问题,充分考虑了出舱作业的安全要求。整体结构没有采用复杂的传动机构,所有运动都是简单的转动与卡扣锁紧,机构可靠性高,即使在月面极端温差环境下,也不会因为材料热胀冷缩出现机构卡滞无法操作的问题,能够适应月球表面白天高温、夜间低温的极端环境条件,满足多次重复出舱使用的要求。
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- 软件分类: 变压器






