,“我设计的装配序列是经过了上万次模擬的,所有的受力分析、姿態调整,都考虑了月球的低重力环境和月壤的颗粒特性,除非—除非有什么我没有考虑到的外部干扰。”
“外部干扰”周宇重复道,他突然有了一个大胆的猜测。“你说,会不会是,月尘”
傅明一愣,隨即摇头。“月尘的影响已经考虑在內了。我们设计的关节有防尘罩,而且机器人腿部也安装了静电除尘装置。它在进入工作区前,就已经完成了全身除尘。”
“那好,我们重新审视一下数据。”周宇调出机器人的iu数据流,以及关节电机反馈的扭矩数据。
“傅教授,你看,这是最后几秒的数据。所有的关节扭矩在瞬间飆升到极限值,然后全部归零,热成像显示,电机完全没有过载发热。这说明实际的机械阻力並没有让电机真正出力。”
“这怎么可能扭矩数据难道是假的”傅明难以置信。
“不,数据是真的,它可能不是我们通常理解的扭矩。”周宇走到白板前,拿起笔,开始画图。
“我们设想一下,如果这个扭矩不是由机械阻力直接產生的,而是由某种错误的控制算法反馈呢”
周宇在白板上画出“夸父”机器人的关节结构图,每一个关节都有三个自由度,由三个独立的电机驱动。
“傅教授,你在设计这个装配序列时,是不是为了提高效率,使用了多轴並行运动控制”
“没错。”傅明点头。“单轴运动太慢了,而且容易引起姿態偏移。我设计了多轴联动,让每个关节的三个电机同时协同工作,以確保平稳和精准。”
“问题就在这里。”周宇用笔重重地圈出关节內部的一个压电陶瓷传感器。“为了实现高精度的姿態控制,你在这个关节中集成了压电陶瓷应变传感器,它可以在微小形变时產生电压,从而反馈给控制系统,用於姿態解算和力矩校正,对吗”
“对啊,这是行业標准,也是为了確保精准度。”傅明疑惑不解。
“这当然是標准,但它在月球环境下,可能被一个我们忽略的因素影响了。”周宇將目光投向视频中的那个颤动的卡扣。“你还记得这个细节吗它在卡扣接触时颤抖了一下。这个动作,可能在月球上,引发了我们预料之外的连锁反应。”
“什么连锁反应”傅明的眼神中充满探究。
“你设计的装配序列,是让卡扣在对接时,通过微小的高频震动来消除摩擦力,从而確保顺利插入,对吧”周宇问道。
傅明眼晴一亮:“没错!这种微振动辅助对齐技术,可以大幅提高装配成功率。在地球上,它已经经过了无数次测试。”
“这里是月球。”周宇的声音变得严肃起来。“地球上的微振动,在空气中会迅速衰减,別忘了,月球是高真空环境。”
傅明脸色骤变,他似乎已经明白了什么。
周宇继续解释道:“在月球的高真空环境下,你施加在卡扣上的微振动,並不会像在地球上有空气阻尼,反而会以极高的效率向周围结构传导。更要命的是,月球的低重力,意味著你施加的振动频率和能量,会通过机器人八只机械腿的复杂结构共振,被放大和扩散。”
“等一下,你说的是结构共振”傅明喃喃自语。
“是的,不是普通的结构共振。”周宇在白板上画出更复杂的数学模型。“在地球上,空气阻尼和重力作用,会使机械臂的固有频率处於一个稳定的范围內。”
“但是月球的低重力环境,使得整个机器人的结构谐振频率发生了显著变化,你施加的微振动,其频率可能正好落在某个关键关节的固有频率上,或者更糟的是,它与多个关节的谐波频率重叠了!”
“这这不可能啊,我们模擬过所有情况!”
“你们模擬的是单一振动源,你有没有想过,当八只腿都在不同姿態,同时进行微调时,每个关节的压电陶瓷传感器,可能会因为这种多源结构
