贝贝

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

一、问题

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。

二、方案

🎙️ 语音控制

“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。

⚙️ 定扭矩

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。

🔢 圈数闭环

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。

🔗 快拆防漂

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。

三、技术实现

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

四、测试数据

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。

五、团队

EVAForge 团队(Conrad Challenge · 航空与航天领域)

机械结构 | 电控硬件 | 嵌入式软件 | 产品与商业 | 媒体与答辩

联系邮箱:your-email@example.com

六、成本与价格

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 ¥___