天宫大戏:关于机械臂的迷思

现在,磁吸接口的充电器,可以说已经很普及了。借用“磁吸接口”做类比,可以更轻松地解释本文的主题。

据我所知,手机充电使用的磁吸接口,采用的是永磁材料,对接时自动吸附,脱离时靠人手强力分离。这样的结构,几乎不需要维护,用户只需注意保持其清洁即可,使用也很方便。

想象一下,空间站上使用的机械臂,是否也可以来一个“磁吸”式爪扣?甚至,为了连接更稳固牢靠,还可以采用“电磁”,……

对接时开始时,先借助机械动力(如现在的固体燃料发动机推进器)让对接的两器进入对接所需的“靠泊”状态,然后,一方(机械臂·空间站·接收方)的电磁爪扣通电,发出强大的磁力,稳稳的将对方(飞船·停靠方)吸住,……

双方的磁力爪扣相互吸附靠紧后,在空间零重力环境中,没有其他外力的干扰或影响,这种相互的吸附状态是很容易实现并长期保持的。空间站一方供电充足,采用电磁。飞船供电有限,可采用永磁材料。两器脱离时,空间站一方的磁吸爪扣断电,飞船方不用有任何动作,双方吸附力消失,即可实现两器脱离。这一点,我们普通人在日常生活中也是有所体验的,到商店里去买不锈钢,我们也通常会随身带一块磁石,去试一试,这时,我们知道,磁石对一块没有磁性的材料,是没有吸附力的。

另一方面,为节省能耗,也可在初期采用磁吸式靠泊,吸附靠紧后再借助人工或自动模式转入传统的对接锁紧机构。

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