在北京航天城的航天科技集团五院航天器总装厂房内,经常可以看到一道道橙色的身影在航天器身侧挥舞着臂膀,将各类精密载荷嵌入航天器内。这是航天器精密装配机器人在进行部件柔性装配,如此科技感十足的装配方式已成功应用1600余次,而这正是胡瑞钦及其团队10年来默默攻坚结出的硕果。
夜幕已经降临,胡瑞钦依旧在厂房工位安静地调试机器人系统参数的身影。自2013年从清华大学毕业进入航天已经10余年了,胡瑞钦一直深耕航天器机器人装配领域。他不驰于空想,不骛于虚声,一步一个脚印,默默为航天器研制作出自己的贡献。
以前,像神舟系列飞船凹舱组件这种大重量部件,需多人配合、手提肩扛地花费数个小时才能装入飞船上小小的预留空间中。如何破解人力装配痼疾,消除制约型号装配效率与安全的因素,是航天器总装研究人员关注的瓶颈问题。
进入五院工作伊始,胡瑞钦就开始尝试将工业机器人引入航天器总装作业。由于缺少相关的理论与应用先例可供参考,研究初始阶段难题很多。于是,他一方面遍访国内机器人领域专家学者,广泛学习调研,听取各方意见;另一方面深入学习机器人相关理论知识,并利用机器人真机摸索实践,边学边用。经过一年的负重攻坚,他创新工作方法,使机器人能够进行自适应调整。装配时,机器人承担起部件的重量,操作人员只需要施加较小的力即可轻松操作重达数百公斤的部件,达到“四两拨千斤”的效果。
此后,经历4年的持续改进升级,系统逐步走向成熟,机器人成为航天器总装环节可靠的好帮手。
胡瑞钦首次将机器人应用于航天器总装作业,既改变了手抬肩扛的传统作业方式,也有效解放人力资源并大幅提升作业效率。截至目前,机器人已参与载人航天、深空探测等领域100多个任务的总装作业,高质量、高效率完成了1600余次装配应用,破解了多项难以解决的难题,在重大工程任务中发挥出不可替代的作用。
胡瑞钦成为机器人装配工作的“大拿”,每当现场有复杂装配任务,研制队伍第一个想到的就是他。他带着机器人连续作战,足迹遍布各大航天器研制场所与发射场,使大重量部件装配效率提升50%以上。他的研究成果被国内主要航天器研制单位广泛吸纳,服务于我国各类航天器的总装研制工作,助力我国航天器机器人装配实现了从无到有的历史性跨越。
在机器人装配系统广泛应用的背景下,胡瑞钦广泛参与产品研制的全过程。在与研制队伍沟通协作的过程中,对于研制人员提出的问题与需求,或自己发现的问题与需求,他总是积极响应与探索,开展创新攻关,为相关产品研制提供了有力支持。
针对部分大型航天器水平对接需求,他给出了基于机器人的解决方案,扫除制约研制工作的“拦路虎”,使用通用机器人系统满足了复杂装配作业需求。
航天员在轨作业时处于零重力状态,需要预先在地面进行试验验证。胡瑞钦勇于创新,开展基于机器人的零重力模拟技术研究,为航天员在轨安装空间站设备的地面零重力模拟验证提供技术支持。
面对卫星特殊构型下的天线展开需求,他研究突破机器人力位控制技术,在国际上首次使用机器人实现可展开机构地面展开重力卸载,解决了天线的地面展开试验难题,获工程总体高度认可并被推广应用。
为满足卫星生产线高强度批量化生产需求,他研究改进生产线站点布局与作业模式。经验证,系统作业效率大幅提升,稳定性也大幅提高。
胡瑞钦在面向航天器装配进行机器人技术研究与应用的过程中,形成了一系列特有理论与技术。他积极总结凝练成果,在机器人力感知、柔顺控制、装配技术方面形成高水平学术论文。同时,他还毫无保留地向同事分享技术成果与实践经验。经过他的细心传帮带,一批具备航天器机器人装配能力的技术高手涌现出来,为满足未来任务需求夯实了人才队伍基础,提升了组织整体效能。
路虽远,行则将至;事虽难,做则必成。胡瑞钦秉持着“犯其至难而图其至远”的热情与志向,以航天器机器人装配研究为事业追求,全身心投入其中,不图名利,不计得失,将对航天事业的热爱化作一段段控制程序、一套套精密算法。
他坚持自主创新,紧盯技术前沿,积极思考前沿技术的转化应用,为航天器总装事业注入新能量。从技术突破到形成好用的产品之间仍有很长的路要走,他持续深入一线,在实践中不断改进技术,真正解决实际问题,一次次形成好用的产品。
10余年来,胡瑞钦以求真务实的态度开展技术研究与应用工作,勇于创新,不畏艰难,艰苦探索,突破一项项关键技术,保障了每一次机器人作业任务的顺利完成。
虽然胡瑞钦的工作只是航天任务中微小的一部分,但他仍然能从一次次任务的胜利中获得满足与喜悦,这也是他一直以来持续努力的动力。