地表上方 400 公里

國際太空站(ISS)是一項科技工程壯舉。 在世界最高的研究室裡,maxon motor 的驅動系統也不缺席,它們被用在例如實驗機器人上。

國際太空站環繞地球至今已 15 年, 並在美國國家航空暨太空總署(NASA)、俄羅斯聯邦太空局(Roskosmos)、歐洲太空總署(ESA)、加拿大太空局(CSA)和日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)合作下共同運行使用。 國際太空站自從在 2000 年 11 月啟用之後,已有 216 名太空人曾飛往太空站,為其進行擴大作業和執行多種研究項目。 自 2001 年以來,已有超過 900 多項來自 63 個國家的實驗項目在此完成。 實驗項目中包括研究植物在無重力環境下的生長情形、人類的肌肉和骨骼在太空中為何會衰退,以及無重力環境對於人類的免疫細胞有何影響; 因為,如今人們已經認知到,太空人的免疫系統在太空環境中會減弱。 瑞士盧森大學 Biotesc 團隊的負責人亞歷珊卓‧德史文登(Alexandra Deschwanden)更明確指出:「在太空中,人類的免疫系統就好比衰退的老年人。」 該團隊在 2015 年 1 月將兩項研究專案隨著 SpaceX 天龍號太空船送上國際太空站。 欲在國際太空站上進行實驗,技術設備不可或缺,其中包括例如各種不同的實驗室儀器; 在此機器人也扮演了關鍵性的角色,它必須接手太空人的任務,或是在一旁協助太空人。

特殊機器人實驗
一台名為「REX-J」的日本實驗機器人(JEM)在 2012  至 2013 被應用在國際太空站上的日本 Kibo 模組中。 這台機器人由日本宇宙航空研究開發機構研發製成,實驗目標在於開發更新一代能夠沿著國際太空站的外殼和內部移動、搬運重物或執行檢測的太空機器人(Astrobot)。
這個機器人的獨特之處在於它是利用一套電纜支承系統來移動。 首先利用鈎子將機器人固定在太空站的扶杆上,這些扶杆原本是太空人在執行外部作業時用來維護安全的。 活動式機器人有一隻伸縮臂,末端裝有一隻機械手,用來將安全纜線固定在最多三個不同的固定點。 藉此,機器人便能夠以有如蜘蛛般的爬行方式在表面上前進。 機器人由地面站以遙控方式操作,因此不需要國際太空站隊員的協助。

REX-J 利用安全纜線並以扶杆作為固定點,像一隻蜘蛛般地沿著 ISS 的外殼移動。 它用一隻機械手臂鈎住固定,然後沿著纜線移動,纜線長度會視情況伸縮調整。

強勁驅動系統實現精準移動動作

REX-J 採用多組 maxon motor 的驅動系統,其中也用於伸縮式機械手臂。 手關節可執行兩個自由度動作: 垂直和水平。 手關節和機械臂中採用了無刷 EC-max 馬達、行星式減速機和編碼器。

馬達的控制電子系統位於機械手臂末端; 而在例如機器人旋轉機構和電纜捲筒(捲繞裝置)中,也採用了 maxon 驅動系統。

所有以 REX-J 執行的實驗都相當成功。 JAXA 將繼續研發這套機器人系統,使這套系統在未來能被應用在太空站更多不同的任務中。 其中包括監控國際太空站的設備,以及為太空站執行外觀檢測,辨識太空站外殼表面的損壞情形。 以長期觀點來看,在設計太空機器人的結構時,應該以能夠處理太空中大規模任務為首要考量。
 

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