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太空設備被描述為“外星藝術(shù)品”并不稀奇,但瑞士CSEM團隊與3D精密公司和Almatech公司合作開發(fā)的最新設計則名副其實。他們設計的尖端機構(gòu)是一個獨特的3D打印齒輪機構(gòu),這項設計有望革新關(guān)鍵空間儀器的功能。這種機構(gòu)的結(jié)構(gòu)模仿了復雜彎曲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),被設計用來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到望遠鏡鏡頭或鏡面。
為太空操作制造運動部件的一個核心挑戰(zhàn)是摩擦的存在,這會導致組件磨損。為最小化磨損,大多數(shù)齒輪需要某種形式的潤滑,但這又帶來了另一個風險——可能污染精密的系統(tǒng)。磨損和污染問題長期以來都是許多太空系統(tǒng)的禍根,因此迫切需要更精密的解決方案。
符合旋轉(zhuǎn)減速機構(gòu)(CRRM)就是一種不同方法的齒輪設計理念。作為一種“順應機構(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,比如袋子扣、弓箭,其中力量通過彎曲傳遞。
CRRM的設計包含24個可彎曲的刀片統(tǒng)一工作,其中16個刀片互相鎖定。這種配置的實際應用是,它將施加于其上的轉(zhuǎn)動力降低了10倍,因此可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動的無比精確控制。這種精確性反過來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,這個機構(gòu)作為一個整體用高性能不銹鋼3D打印制成,這項工作由瑞士3D精密公司完成。這種方法產(chǎn)生了一個 robust 和 durable 的機構(gòu),可以承受太空嚴酷環(huán)境的考驗。
另一瑞士公司Almatech SA 在歐空局技術(shù)發(fā)展項目的支持下對這個CRRM進行了性能測試。測試結(jié)果進一步證實了這種創(chuàng)新機構(gòu)極大改善太空系統(tǒng)的操作和壽命的潛力。
總之,這項最新研發(fā)標志著太空技術(shù)領(lǐng)域的一個關(guān)鍵時刻。它展示了先進的設計配合3D打印的通用性,有望解決太空操作領(lǐng)域長期存在的挑戰(zhàn)。符合旋轉(zhuǎn)減速機構(gòu)的成功實現(xiàn),可能標志著一個新時代的太空設備的到來,特征是更大的耐久性和更高的精密度。
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