7月4日上午，神舟十二号三名航天员协同配合，正在进行中国空间站首次出舱活动。这次出舱任务，空间站舱外的机械臂首次配合航天员共同完成。机械臂是我国目前智能程度最高、技术难度最大、系统最复杂的空间智能制造系统，机械臂都有哪些功能？是怎么配合航天员完成出舱任务的？
空间站机械臂能真实模拟人手臂的灵活转动
抓取能力达25吨
中国空间站机械臂一共分为三个肩，一个肘和三个腕，外加两个末端执行机构，整个展开之后的长度超过10米。
空间站机械臂是我国首个可长期在太空轨道运行的机械臂，它能真实模拟人手臂的灵活转动，通过旋转结构，能在前后左右的任何角度和部位抓取物体，抓取能力可以达25吨，具有七个自由度的活动能力。
航天科技集团五院空间站机械臂控制系统主任设计师梁常春说：“7个自由度就相当于肩部3个自由度，肘部1个，腕部3个。相当于滚转、平衡加俯仰是3个自由度，肩部和腕部分别是对称的，所以加起来是7个自由度。”
两个末端执行器
除了具有灵活的手臂，机械臂还有明亮的眼睛——视觉系统，以及敏锐的触觉神经，机械臂的肩部与腕部各有一个末端执行器，它可以像人的手掌一样，抓取在轨的舱段或者货物。
末端执行机构，也就是负责移动、爬行以及飞行器捕获的装置。在空间站上一共有两个这样的机构，可以更换，它连接的位置就是腕。
航天科技集团五院空间站机械臂控制系统主任设计师梁常春说：“机械臂在舱上进行爬行的时候，也是通过末端执行器来捕获舱段上的目标收接器实现固联。末端上还配置了腕部相机，通过相机的监视，可以实时成像舱外的图像，包括空间站表面，还有航天员操作等场景。整个机械臂在舱体上的连接，包括机械上的、电气上的、信息上的都是靠末端执行器来完成。它既有机（械）的连接也有电的连接，整个末端可以互换。”
“大脑”在肘部
机械臂的肘部和人类的肘部一样，通过它来连接机械臂的两条直臂，从而实现爬行以及移动。整个机械臂的大脑就在它的肘部。
航天科技集团五院空间站机械臂控制系统主任设计师梁常春介绍：“机械臂肘部它包括一个关节，这边是一个中央控制器。中央控制器相当于整个机械臂的大脑，机械臂的运动，还有信息传输都是靠中央控制器。以太网交换机，就是机械臂上面本身有腕部相机、肘部相机，各路相机图像下传和收集都是靠交换机进行一个中转。”
除了功能强大之外，研制人员还充分考虑了机械臂的运行环境，在安全防护方面也做足了功课。航天科技集团五院空间站机械臂控制系统主任设计师梁常春介绍：“大家常说的重力、温度、宇宙射线，单粒子的影响，包括在控制器选型上都会考虑这些因素，所以都有一些防护，包括这些外壳。本身设计的时候考虑了空间站以外的其他碎片，防撞击的性能也都做过一些相关试验。即使真出现了恶劣情况，应该也不会对本身功能造成影响。”
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三名航天员都有哪些任务？
今天上午，神舟十二号三名航天员协同配合，正在进行中国空间站首次出舱活动。这是继神舟七号飞行乘组顺利完成出舱任务后，时隔13年，中国航天员再次执行出舱任务。在这次出舱任务中，三名航天员都有哪些任务？彼此之间又是如何分工的呢？
此次航天员出舱活动，三名航天员都有明确分工。
出舱的两名航天员，一人要为机械臂安装上臂支架，包括脚限位器、工具台等，随后借助机械臂进行移动。另一名航天员借助舱壁上安装的扶手，爬行一段距离到作业点进行辅助工作，其间还要进行一次应急返回验证。
中国航天员科研训练中心选训室主任王焰磊介绍，因为航天员在舱外做一些作业任务的时候一旦出现紧急情况，航天员必须要快速、紧急返回到气闸舱里边，然后用舱载的应急供氧保证生命安全，所以也要做这方面的验证。
此次出舱活动的另一项重要工作，就是进行舱外全景摄像机的抬升。
中国航天员科研训练中心选训室主任王焰磊介绍，事先，摄像机由于发射的外暴露的限制，把摄像机安装在了一个比较低的位置，它的视场角还是有限的，入轨之后，航天员根据任务需要，需要扩展摄像机的视角来监视整个舱外的情况，需要航天员去把这些摄像机安装一个支架，架得更高一点。
两名航天员出舱过程中，舱内航天员需要对机械臂进行操作，虽然地面人员也可以对机械臂进行大范围转移，但在有航天员站在机械臂上时，舱内航天员可以更直观地对械臂位置进行观察，更能与舱外航天员进行直接交流。
中国航天员科研训练中心选训室主任王焰磊介绍，因为地面的监控手段有限，所以需要舱内的航天员和舱外的航天员之间通过话音沟通，包括舱内的航天员通过仿真软件和他看到的图像进行判断，从而进行操控。另外，由航天员自主操作机械臂，在安全性上也有更好的保障。
“一方面是通过仿真软件的预警功能，另一方面，舱外航天员和舱内航天员都有急停装置，舱外的航天员在运动过程中如果一旦发现有碰撞的风险，他可以直接按下急停装置，机械臂就会停止工作，也是保证安全的多重手段。”
通过航天员在中国空间站的首次出舱活动，航天员出舱能力、应急能力都能够得到有效验证，特别是在舱外进行长时间工作，人与装备的结合为后续航天员对空间站进行维护提供了宝贵经验。
综合央视新闻、中新社等报道
