ATI研发空速力/扭矩传感器助力美国近期火星探测计划

2020年7月23日，北卡罗莱纳州APEX – ATI工业自动化公司与NASA的喷气推进实验室（JPL）合作，开发了一种用于恒心的定制力/扭矩传感器，这是火星2020 Rover最新项目。JPL是美国领先的研究太阳系的机器人的研究机构，并管理NASA的深空网络，这是地球上工作最艰苦的电信系统。火星2020任务是NASA，JPL和许多其他受委托开发新技术以探索火星表面的组织的共同努力。

JPL需要一个自动系统来收集和处理空间材料，并在索引过程中移动它。为此，工程师们开发了自适应缓存组件，该应用程序类似于工厂车间中常见的取放操作。实际开发在Rover任务中执行的系统和组件是要克服的巨大挑战。             

样本缓存于子系统由自适应缓存组件，由带尖锐钻的大型机械手和各种钻头组成，用于在火星表面的指定区域内收集样本。一旦收集完毕，一个被称为样品处理的装置或SHA的小型机械臂就会在流动站的车载实验室中检查并密封该样品。

在SHA末端执行器组件中的ATI力/扭矩（F / T）传感器可提高响应速度，通过ATI的力感测功能，SHA可以轻松地在狭窄的工作空间内进行移动，以极高的精度执行那些要求苛刻的任务。

为了为Perseverance项目提供强大的力感解决方案，ATI调整了力/扭矩传感器技术以抵消广泛的环境条件。ATI的空间力/扭矩传感器采用新设计，可提供信号冗余并补偿温度变化，从而确保在整个任务过程中力和扭矩的精确分辨率。该传感器经过热校准，并被证明可以在一系列极端温度下最佳工作。为了开发和测试这些突破性功能，ATI工程团队设计了专门的校准设备，并对产品试验进行了24小时监控。

添加了由热稳定，低排气材料制成的组件，以防止传感器受到剧烈的环境波动。这些材料还可以防止样品在执行任务期间发生互相的交叉污染。

经过多年的发展，备受期待的“火星2020”火星车已完全组装好并准备开始其任务。该计划于2020年7月30日从佛罗里达州卡纳维拉尔角（Cape Canaveral）发射，并将于2021年2月抵达火星。

作为NASA火星探索计划的一部分，这项特殊任务的目的是从第一手经验中了解该星球。该项目有一个完整的议程，其中包括寻找古代微生物的生命迹象，对火星的气候和地质进行分类，以帮助确定可居住条件的存在，从行星表面回收样本，并且可以说是这项任务最令人兴奋的目标，为人类探索火星做准备。

恒心漫游车是一种无人驾驶的机器人汽车，大小与汽车差不多。在勘探过程中，它将从黄金地段收集少量岩石和土壤样品并进行索引。一旦上车，样品管就被存放在流动站内部，以便最终返回地面。

该子系统模拟在农业和制造业中发现的自动化过程，在该过程中，使用机器人使重复操作更加精确。某些应用程序设置（例如铸造厂和精炼厂）需要特殊的环境考虑因素，ATI为此已经开发了专门的传感器。但是，这与火星2020任务所期望的条件没有什么可比的。典型的地方是零下表面温度和崎terrain的地形。在登陆火星之前，流动站及其子系统必须在Atlas 5火箭最初的发射中幸存下来。

ATI传感器系列产品

除外层空间应用外，ATI的空间力/扭矩传感器还提供主动力控制，适用于维修机会有限或高真空或极端温度变化的情况。

通过该项目，ATI开发了新技术，该技术将成为NASA历史的一部分，并为地球上的应用提供强大而可靠的力感测。温度补偿，热稳定的组件和附加的信号冗余使诸如放射性退役，石油和天然气，金属铸造和铸造等行业的用户受益，这些行业要求在极端环境中连续使用。ATI期待在其执行任务期间遵循恒心，火星2020漫游者以及具有此空间额定力/扭矩传感器的创新型新应用。