“玉兔”很活跃：机械臂一次投放须经十几个步骤

　　经历了10多天-180℃的休眠后，这只醒来的“兔子”格外活跃，它已经不满足于“跑跑步”，还做起了手臂伸展运动。

　　动的是“玉兔”，考验的却是远在38万公里外的北京航天飞行控制中心机械臂控制软件设计师荣志飞。在这个29岁小伙子的精确操控下，纤细的“玉兔之手”显得异常灵巧。

　　长0.5米的“玉兔之手”是中国机械臂家族中的“小个子”，当它向地球发回第一份对月壤的科学探测数据时，这个“小个子”实现了“中国首次月面科学探测”的大梦想。

　　在遥操作大厅，荣志飞告诉记者：“机械臂末端的粒子激发X射线谱仪与探测点距离20毫米左右，偏差不超过10毫米。”

　　38万公里的操作距离，不到10毫米的控制偏差，在精度和难度上是一个怎样的概念？荣志飞给记者打了个形象的比喻：“在38万公里外控制月球车机械臂精确投放，犹如控制38万公里之外的‘手’穿针引线，稍有偏差就会前功尽弃。”

　　作为中国第一个登陆外星球的空间机械臂，“玉兔之手”很低调，它藏在“玉兔”号月球车正面的五星红旗图案下方，不仔细看还注意不到这个有着“四肢三轴”的活动机构。

　　肢，犹如人的手臂；轴，是肢的连接点，如同手臂的关节。机械臂展开后，最里面的关节只能左右移动，中间的关节和末端的关节只能上下移动，就像人的手臂和手掌绕关节活动一样。

　　那么，“玉兔之手”如何在地面控制下完成科学探测？

　　“对机械臂的控制，主要依靠遥操作控制技术。”北京航天飞行控制中心总工程师周建亮介绍，“我们综合考虑机械臂的构造特点，建立了精确的控制算法模型，研发了具有自主知识产权的机械臂遥操作控制系统，能够实现对机械臂毫米级的精确控制。”

　　据介绍，受活动维度限制和避障等因素的影响，要完成对一个目标点的探测，机械臂一次投放一般要经过十几个操作步骤，而且每一个步骤的投放角度都要经过极其精密的计算。

　　投放、收拢，机械臂要做的事就这么两件。这看似简单的“伸伸胳膊”，却蕴藏着不可逆的风险。“机械臂离被探测物过近的话，载荷会与其碰撞，轻则损害载荷涂层，重则造成机械臂损坏。但机械臂距离过远的话，又达不到探测效果。”北京航天飞行控制中心轨道室控制组组长刘勇说，按载荷的设计指标，探头是不允许磕碰的。因此，在设计机械臂时，必须追求精度，让0.5米长的机械臂运动精度达到毫米级。

　　步入遥操作厅，刘勇和荣志飞协同配合现场演示了机械臂的整个遥操作控制流程。大屏幕上，纤细灵巧的“玉兔之手”在荣志飞的精确操控下缓缓舒展，精确避障，最终到达预定位置。

　　据介绍，月壤探测只是月面工作段科学探测的一个开始，后续还有更多的科学探测任务依赖身手不凡的“玉兔之手”。 (记者 张晓祺 通讯员 祁登峰)