路径: 主页 > GB/T > 第747页 > GB/T 47446-2026 | 标准编号 | GB/T 47446-2026 (GB/T47446-2026) | | 中文名称 | 空间站机械臂操作对象接口要求 | | 英文名称 | Interface requirements for operation object of space station manipulator | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | V70 | | 国际标准分类 | 49.020 | | 字数估计 | 34,341 | | 发布日期 | 2026-04-30 | | 实施日期 | 2026-11-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 47446-2026: 空间站机械臂操作对象接口要求
GB/T 47446-2026 英文版: Interface requirements for operation object of space station manipulator
ICS 49.020
CCSV70
中华人民共和国国家标准
空间站机械臂操作对象接口要求
2026-04-30发布
2026-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件描述了空间站机械臂配置和功能,规定了操作对象接口类别与目标适配器选用要求、操作对
象与目标适配器接口要求、支持航天员出舱活动接口要求以及接口验证要求。
本文件适用于空间站机械臂操作对象的接口设计和机械臂作为支持航天员出舱活动使用时的接口
要求。
4 空间站机械臂配置和功能
4.1 配置
空间站配置一套大机械臂、一套小机械臂以及若干对应的目标适配器。其中,大机械臂与小机械臂
也可通过级联方式组合成组合臂。
4.2 功能
空间站机械臂能够完成来访飞行器舱段转位、飞行器悬停捕获及辅助对接、舱外货物搬运、舱外大
型设备维修维护、载荷照料、微小飞行器释放、支持航天员舱外活动、空间站及停靠飞行器舱外状态检查
等任务,具备大负载大范围转移、悬停捕获、高精度载荷照料和操作、工作区域表面爬行、多自由度运动、
多模式控制和操作、低冲击高刚度末端抓取、路径规划、视觉测量、固定航天员和固定货物等功能。
5 操作对象接口类别与目标适配器选用要求
5.1 接口类别
空间站机械臂操作对象接口包括目标适配器和支持航天员出舱活动接口两大类。
a) 目标适配器分别安装在空间站机械臂和操作对象上,空间站机械臂通过目标适配器实现对操
作对象的操作。目标适配器包括:
1) 大机械臂目标适配器:固定式目标适配器、机械式目标适配器、折叠式目标适配器;
2) 小机械臂目标适配器:目标适配器Ⅰ型、目标适配器Ⅱ型、目标适配器Ⅲ型。
b) 支持航天员出舱活动接口:空间站机械臂支持航天员出舱活动时,可通过安装在空间站机械臂
末端操作接口的脚限位器站立在机械臂末端,完成相关任务。
5.2 目标适配器选用要求
空间站机械臂操作对象包括:来访飞行器、大型设备、载荷和微小飞行器。应根据操作对象自身质
量和操作范围等要求,选用匹配的目标适配器并满足相应目标适配器接口要求,操作对象与目标适配器
间关系见表1。
6 操作对象与目标适配器接口要求
6.1 固定式目标适配器
6.1.1 机械接口要求
6.1.1.1 尺寸包络要求
固定式目标适配器包络尺寸为Φ615mm×403.5mm,如图1所示,操作对象上应留有足够的布局空间。
6.1.1.2 安装接口要求
安装接口要求如下。
a) 提供外径不大于Φ426mm、分度圆为Φ400mm的圆环形安装面(如图2所示),分度圆上分布
20个 M6的螺纹孔,孔深不小于14mm,螺纹深不小于10mm,螺纹孔位置度不大于
Φ0.1mm。此外,安装环上同时安装对准标识片,标识底片与环面底面等高。
b) 安装面平面度不大于0.1mm/(100mm×100mm),粗糙度优于Ra1.6。
6.1.1.3 操作空间包络要求
操作对象应提供机械臂操作空间,在机械臂操作空间包络内应无干涉设备。大机械臂操作空间以
固定式目标适配器轴线为中心,包络示意图如图3所示,具体要求如下:
a) 从大机械臂目标适配器安装面至高度160mm范围内的操作空间包络为Φ900mm;
b) 从安装面高度160mm以上,至少450mm高度内,机械臂操作空间包络为Φ1000mm。
6.1.1.4 维修包络要求
固定式目标适配器采用整体更换方式进行在轨维修,应保证固定式目标适配器从安装面向上
450mm 高度范围内的最小维修操作空间(如图4所示),固定式目标适配器的四处膨胀螺栓操作孔位
置应满足维修工具垂直下落包络、沿膨胀螺栓孔插入空间包络、维修工具回转包络的要求,且应预留
JYH电连接器操作空间。如按照圆柱形包络计算,宜预留不小于Φ980mm×450mm空间。
6.1.1.5 接地要求
6.1.1.5.1 固定式目标适配器安装环上靠近-Z 轴一侧设置一个接地桩(如图5所示),用于与舱体或载
荷等操作对象接地使用。
6.1.1.5.2 应以接地端子孔位中心为中心预留Φ10mm的接触面,并保证接触面的导电性。
6.1.1.5.3 固定式目标适配器安装环与操作对象之间的搭接阻值不大于10mΩ。
6.1.1.6 承载能力要求
操作对象应能够承受机械臂操作时的结构强度要求,具体要求如下:
a) 当操作对象质量小于15000kg时,能承受最大支反力矩不小于1800N·m;
b) 当操作对象质量在15000kg~25000kg时,能承受最大支反力矩不小于2200N·m。
6.1.1.7 其他要求
需大机械臂对舱体巡检的操作对象,应根据舱体大小、机械臂巡检构型,舱体应配置相应数量的固
定式目标适配器。
6.1.2 供电接口要求
6.1.2.1 机械臂对需爬行操作对象的供电接口
操作对象通过固定式目标适配器为大机械臂提供四路100V供电接口(若任务不涉及双臂组合,则
不需提供第四路100V供电)和一路28V指令母线接口,其中:
a) 大机械臂100V供电接口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X8),28V指令母线接
口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X7);
b) 操作对象提供的供电电压应符合相关要求,每路100V供电能力为1000W,28V指令母线供
电能力不大于50W,其接点定义见表2。
6.1.2.2 机械臂对无需爬行操作对象的供电接口
大机械臂通过机械臂目标适配器为操作对象提供一路电压100V、功率1000W的供电接口,供电
电压符合相关要求,采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X8),使用第38~45号共8个接点,其
接点定义见表2。
6.1.3 信息接口要求
操作对象通过固定式目标适配器为大机械臂提供ON/OFF指令接口、遥测采集接口、1553B总线
接口、以太网接口,其中:
a) ON/OFF指令接口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X7),其接点定义见表3;
b) 遥测采集接口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X5)和电连接器(编号X6),其接点
定义见表4;
c) 1553B总线接口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X5)和电连接器(编号X6),其接
点定义见表5;
d) 以太网接口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X4H),其接点定义见表6。
表3 ON/OFF指令接口接点定义
6.1.4 热接口要求
操作对象应设计合理的接触安装方式及控温措施,保证固定式目标适配器工作温度在-50℃~
75℃。
6.1.5 视觉接口要求
操作对象的视觉接口要求如下。
a) 大机械臂操作对象应安装目标适配器视觉标记,具体图案示意图如图6所示,视觉标记表面喷
涂黑、白两种涂层,黑色区域可见光谱(450nm~760nm)吸收率不小于95%,白色区域可见光
谱(450nm~760nm)反射率不小于80%;大机械臂目标适配器视觉标记安装位置示意如图7
所示。
6.2 机械式目标适配器
6.2.1 机械接口要求
6.2.1.1 尺寸包络要求
机械式目标适配器包络尺寸为Φ615mm×403.5mm,如图8所示,操作对象上应留有足够的布局
空间。
6.3 折叠式目标适配器
6.3.1 机械接口要求
6.3.1.1 尺寸包络要求
折叠式目标适配器尺寸包络尺寸为Φ615mm×203.7mm,如图9所示,操作对象上应留有足够的
布局空间。入轨展开后包络与固定式目标适配器相同,为Φ615mm×403.5mm。
6.3.1.2 安装接口要求
同6.1.1.2。
6.3.1.3 操作空间包络要求
同6.1.1.3。
6.3.1.4 维修包络要求
同6.1.1.4。
6.3.1.5 接地要求
同6.1.1.5。
6.3.1.6 承载能力要求
同6.1.1.6。
6.3.1.7 其他要求
同6.1.1.7。
6.3.2 供电接口要求
6.3.2.1 机械臂对需爬行操作对象的供电接口
6.3.2.1.1 大机械臂供电接口为100V供电接口和28V指令母线接口,具体要求见6.1.2.1a)。
6.3.2.1.2 操作对象应通过舱外航天员可操作通用电连接器(编号X8)向折叠式目标适配器的火工切
割器供电,标称电压为27V,其接点定义见表7。
6.3.2.2 机械臂对无需爬行操作对象的供电接口
同6.1.2.2。
6.3.3 信息接口要求
操作对象应通过折叠式目标适配器为大机械臂提供ON/OFF指令接口、遥测采集接口、1553B总
线接口、以太网接口,具体要求见6.1.3。对于折叠式目标适配器,还应包含折叠杆展开状态遥测,其接
口接点定义见表8。
6.5 目标适配器Ⅱ型
6.5.1 机械接口要求
6.5.1.1 尺寸包络要求
目标适配器Ⅱ型的尺寸包络为260mm×318mm×162mm,如图19所示,操作对象上应留有足够
的布局空间。
6.5.1.2 安装接口要求
操作对象应提供一个分度圆为Φ175mm的环面,提供6个 M5的螺纹孔,螺纹有效深度不小于
10mm,螺纹孔位置度不大于Φ0.1mm,接口如图20所示。目标适配器Ⅱ型安装面平面度不大于
0.1mm/(100mm×100mm),粗糙度优于Ra1.6。
6.5.1.3 操作空间包络要求
同6.4.1.3。
6.5.1.4 维修包络要求
操作对象应提供目标适配器Ⅱ型维修操作空间,维修包络尺寸如图21所示。
a) 主视图 b) 左视图
图21 目标适配器Ⅱ型维修包络示意图
6.5.1.5 接地要求
应对目标适配器Ⅱ型的安装面进行导电处理,确保操作对象与目标适配器之间的搭接阻值不大于
10mΩ。目标适配器Ⅱ型编号X2连接器的69接点为结构地,操作对象与之对应的连接器接点应就近
与结构连接。
6.5.1.6 承载能力要求
操作对象安装结构在机械臂操作时最大支反力矩不小于100N·m。
6.5.1.7 其他要求
需小机械臂安装载荷时,应根据载荷的包络大小、载荷安装方向,确定目标适配器Ⅱ型与载荷适配
器主动端之间的相对安装位置姿态。
6.5.2 供电接口要求
操作对象通过目标适配器Ⅱ型获得小机械臂提供的一路一次电源(100V/100W),小机械臂不运
动时供电功率最大不超过200W。工作电压范围为95V~110V,安全电压范围为80V~120V,供电
电压符合相关要求。采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X2),其接点定义见表14。
6.5.3 信息接口要求
操作对象通过目标适配器Ⅱ型获得小机械臂提供的两路1553B总线接口,操作对象为1553B总线
终端,操作对象端不设置1553B总线端接电阻,其中:
a) 一路1553B总线接口提供给载荷适配器主动端,分配终端地址29,传输载荷适配器控制指令
和遥测数据;
b) 一路1553B总线接口提供给操作对象本体,分配终端地址30,传输机械臂操作过程中重要的
载荷遥测数据和指令;
c) 1553B总线接口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X2),其接点定义见表15,接口符
合相关要求。
6.5.4 热接口要求
目标适配器Ⅱ型与操作对象之间隔热安装,且操作对象应保证目标适配器Ⅱ型安装面的温度
在-30℃~50℃。
6.5.5 视觉接口要求
视觉接口要求如下。
a) 操作对象应安装目标适配器视觉标记,目标适配器Ⅱ型靶标图案设计示意图如图22所示,目
标适配器Ⅱ型与靶标之间的关系图如图23所示。视觉标记表面喷涂黑、白两种涂层,黑色区
域可见光谱(450nm~760nm)吸收率不小于95%,白色区域可见光谱(450nm~760nm)反
射率不小于80%。
b) 小机械臂操作对象安装目标适配器视觉标记时,应保证视觉标记中心突起立柱轴线与小机械
臂视觉测量相机对应相机镜头光轴偏差不大于0.5mm(在机械臂抓住目标适配器时),以靶标
立柱轴线为中心,在半径800mm范围内,无同类型靶标,无镜面反射物体,舱体、载荷表面应
实施漫反射处理,漫反射系数不小于0.7。
c) 若操作对象包络较大(包络超过600mm×600mm×500mm,其中500mm方向为操作对象
安装方向),安装时,挡住了小机械臂末端相机视场,应在操作对象前端配置相机(光轴由相机
指向安装点),为小机械臂提供安装点位图像信息,小机械臂通过目标适配器Ⅱ型接收该图像、
计算安装点位姿,该相机供电电源由小机械臂提供,电源及图像信息通过目标适配器Ⅱ型编号
X2连接器交互:
1) 小机械臂为操作对象提供一路LVDS接口(主备两份,备份方式为冷备),传输视觉测量
相机的图像,LVDS接口采用舱外航天员可操作通用电连接器(编号X2)电连接器,其接
点定义见表16;
2) 操作对象上安装的视觉测量相机测量相对相机靶标的位姿,无需配置图像处理线路,可将
测量图像通过LVDS接口传输给机械臂末端相机控制器进行图像处理;
3) 相机靶标应根据不同的载荷类型使用不同的靶标类型,相机靶标和视觉测量相机主轴应
正对,载荷相机靶标示意图如图24所示,载荷相机靶标尺寸如图25所示。
6.5.6 动力输出接口要求
小机械臂末端执行器配置动力输出接口。动力矩输出接口采用标准内六角套筒接口,沿动力输出
轴轴向可提供不大于10N·m的扭矩,额定转速为4r/min,支持任务对接使用末端工具。
动力输出接口要求如下:
a) 操作对象使用小机械臂动力输出接口时,操作对象应配置一根转动芯轴,转动芯轴应与小机械
臂目标适配器Ⅱ型上端面平齐,转动芯轴直径为20+0-0.1mm;
b) 操作对象配置的动力输入传动芯轴应采用标准外六角螺栓头接口,螺栓头对边距离
16+0-0.1m,螺栓头长度不小于5mm。
6.6 目标适配器Ⅲ型
6.6.1 机械接口要求
6.6.1.1 尺寸包络要求
同6.4.1.1。
6.6.1.2 安装接口要求
同6.4.1.2。
6.6.1.3 操作空间包络要求
同6.4.1.3。
6.6.1.4 维修包络要求
同6.4.1.4。
6.6.1.5 接地要求
同6.4.1.5。
6.6.1.6 承载能力要求
同6.4.1.6。
6.6.1.7 其他要求
同6.4.1.7。
6.6.2 供电接口要求
同6.5.2。
6.6.3 信息接口要求
同6.5.3。
6.6.4 热接口要求
同6.4.4。
6.6.5 视觉接口要求
同6.4.5。
6.6.6 动力输出接口要求
同6.5.6。
7 支持航天员出舱活动接口要求
7.1 机械臂末端操作接口
航天员应将脚限位器插入到机械臂末端,用于提供航天员支撑连接。机械臂末端上脚限位器基座
接口尺寸如图26所示,接口......
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