(相關(guān)資料圖)
太空設(shè)備被描述為“外星藝術(shù)品”并不稀奇,但瑞士CSEM團(tuán)隊(duì)與3D精密公司和Almatech公司合作開(kāi)發(fā)的最新設(shè)計(jì)則名副其實(shí)。他們?cè)O(shè)計(jì)的尖端機(jī)構(gòu)是一個(gè)獨(dú)特的3D打印齒輪機(jī)構(gòu),這項(xiàng)設(shè)計(jì)有望革新關(guān)鍵空間儀器的功能。這種機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)模仿了復(fù)雜彎曲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),被設(shè)計(jì)用來(lái)精確控制太空操作中各關(guān)鍵元件的旋轉(zhuǎn),范圍從衛(wèi)星 thrusters到望遠(yuǎn)鏡鏡頭或鏡面。
為太空操作制造運(yùn)動(dòng)部件的一個(gè)核心挑戰(zhàn)是摩擦的存在,這會(huì)導(dǎo)致組件磨損。為最小化磨損,大多數(shù)齒輪需要某種形式的潤(rùn)滑,但這又帶來(lái)了另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)——可能污染精密的系統(tǒng)。磨損和污染問(wèn)題長(zhǎng)期以來(lái)都是許多太空系統(tǒng)的禍根,因此迫切需要更精密的解決方案。
符合旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)(CRRM)就是一種不同方法的齒輪設(shè)計(jì)理念。作為一種“順應(yīng)機(jī)構(gòu)”,CRRM利用“彈性變形”的概念傳遞力量。這種概念在日常生活中很常見(jiàn),比如袋子扣、弓箭,其中力量通過(guò)彎曲傳遞。
CRRM的設(shè)計(jì)包含24個(gè)可彎曲的刀片統(tǒng)一工作,其中16個(gè)刀片互相鎖定。這種配置的實(shí)際應(yīng)用是,它將施加于其上的轉(zhuǎn)動(dòng)力降低了10倍,因此可以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的無(wú)比精確控制。這種精確性反過(guò)來(lái)為處理靈敏的太空儀器如thrusters、傳感器和鏡頭提供了寶貴資產(chǎn)。
在制造方面,這個(gè)機(jī)構(gòu)作為一個(gè)整體用高性能不銹鋼3D打印制成,這項(xiàng)工作由瑞士3D精密公司完成。這種方法產(chǎn)生了一個(gè) robust 和 durable 的機(jī)構(gòu),可以承受太空嚴(yán)酷環(huán)境的考驗(yàn)。
另一瑞士公司Almatech SA 在歐空局技術(shù)發(fā)展項(xiàng)目的支持下對(duì)這個(gè)CRRM進(jìn)行了性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了這種創(chuàng)新機(jī)構(gòu)極大改善太空系統(tǒng)的操作和壽命的潛力。
總之,這項(xiàng)最新研發(fā)標(biāo)志著太空技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。它展示了先進(jìn)的設(shè)計(jì)配合3D打印的通用性,有望解決太空操作領(lǐng)域長(zhǎng)期存在的挑戰(zhàn)。符合旋轉(zhuǎn)減速機(jī)構(gòu)的成功實(shí)現(xiàn),可能標(biāo)志著一個(gè)新時(shí)代的太空設(shè)備的到來(lái),特征是更大的耐久性和更高的精密度。
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