语音控制 · 定扭矩定圈数 · 快拆防漂接口 —— 让航天员单手完成舱外紧固作业
航天员出舱作业时:加压手套捏合力大幅下降、头盔视野受限、一只手必须抓扶手保持姿态,而传统电钻的正反转、档位切换都需要双手配合;脱手的工具和螺丝会永久漂浮丢失。
“自动模式/紧固/松开/速度二档/转动一圈”,松开扳机后才允许改档,避免误触发。
舵机经 15:30 齿轮驱动扭矩环,三档扭矩自动切换,实测角度写入查表常量。
光电编码器计数,达到设定圈数自动停机;扳机松开后重新计数。
电磁铁通电取件、断电自锁;转速大于 0 时禁止解锁;系绳挂点防止漂浮丢失。
| 模块 | 选型 |
|---|---|
| 主控 | Arduino UNO(5V 逻辑直连电钻控制线,Timer2 输出 31kHz PWM) |
| 显示 | LCD12864 串行屏,实时显示模式/松紧/速度档/扭矩档/剩余圈数 |
| 反馈 | 10 栅格光电编码器 + 外部中断计数 |
| 执行 | 舵机(扭矩环)+ 电磁铁×2(快拆锁止) |
| 交互 | I²C 语音识别模块,17 条命令词 |
| 项目 | 结果 |
|---|---|
| 减速比标定 | 标称 45:1,实测约 66:1(电机 66 圈 = 输出轴 1 圈) |
| 圈数精度 | 半圈/一圈/两圈/三圈到点停机,误差 <5% |
| 防漂 | 脱手 5 次,零漂移超出 20cm |
| 可靠性 | 连续 20 次换向无死机;急停响应 <0.5s |
注:本次为地面原理样机,真空、热循环、EMC、锂电池泄压尚未验证,已列入工程化清单。
EVAForge 团队(Conrad Challenge · 航空与航天领域)
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| 项目 | 金额 |
|---|---|
| 主控+驱动+传感器 | 约 ¥___ |
| 结构件(钣金+打印) | 约 ¥___ |
| 单机成本估算 | 约 ¥___ |
| 目标售价 | 约 ¥___ |