maxon Inside
火星驱动装置背后的功臣们
maxon与喷气推进实验室 (JPL) 的航空航天专家们经过多年的合作，最终促成了BLDC电机的诞生，这款电机在“毅力号”(Perseverance) 探测车执行任务期间帮助处理火星上珍贵的土壤样本。我们有机会采访到这些执行器背后的maxon专家团队，深入了解推动他们努力研发的原因。
火星上曾有生命吗？为了能够回答这一最根本的问题，美国国家航空航天局 (NASA) 向火星派出“毅力号”探测车采集土壤样本，并在之后的任务中将这些样本带回地球。这项探测任务是大量前期准备、辛勤劳动以及最先进技术的结晶。
在火星探测车的内部，由10台maxon驱动装置对珍贵的火星土壤样本进行处理，然后将这些样本放置在合适的地点，以便在之后的任务中收集并带回地球。这里所使用的驱动装置包括九台EC 32 flat盘式电机和一台EC 20 flat，搭配行星齿轮箱GP 22 UP。另外，还有六台DCX 10电机负责控制火星直升机的摆动盘，并由此控制飞行方向。
这颗红色星球依然令人神往。所有参与到火星探测项目中的maxon人员，全都异口同声地证实了这一点。下面就是他们讲述的故事：
Denise Hüglin，原型设计部门机械师
“没有比这更好的工作，”Denise肯定地说。这是因为：无论是为航空航天、医疗或是机器人技术项目设计产品，原型设计部门的工作总是富有新意，永远也不会让人觉得无聊。
当然，为航空航天项目设计驱动装置更是非常特别。无论是流程、测试和文档，所有工作都变得更加广泛密集。另外，Denise和她的同事们肩负着一项重大的责任。尽管如此，这个团队已经能够承受很大的工作压力。毕竟，他们曾与欧洲航天局 (ESA) 和美国国家航空航天局 (NASA) 合作开展火星项目多年，并且所有成员早已形成默契，共同成长成为一个小家庭。
因此，看到所有装置都能在火星上可靠地工作，Denise感到无比欣喜。“我感到非常幸运，因为我参与研发的产品可是要飞向外太空的产品，能得到这种机会的人可真不多。”
“我坚信脱离纸上谈兵，灵感才能源源不断。因此，我的工作站收集了各种有趣的电机和元件。正是这其中的一个组件激发了我的灵感，让我想到在NASA的“毅力号”(Perseverance) 探测车中使用无刷驱动装置这一关键性的创意。这台探测车将收集火星土壤样本，然后由我们的电机对这些样本进行处理。因此，我们的电机对于能够成功完成此项探测任务至关重要。是的，能够在人类深入了解我们所在的太阳系这一进程中贡献一己之力，我感到非常自豪。太空任务是我们这个时代的探索和远征任务，只有保证达到最高的技术标准才能实现，而我们的精密驱动系统正是常常在其中执行十分重要的任务。不能发生错误，也正是如此使得项目令人兴奋不已。作为SpaceLab的主管，我一直在为我们的公司寻找最新的技术，并为员工们创造最优越的环境，让他们能够尽可能完美地完成工作。让大家开心的是，maxon公司在这方面做得越来越好。在过去，我们只是简单地对驱动装置进行特定调整并向客户供货，由客户负责之后的事宜。而现在，我们已经积累了丰富的航空航天应用知识，并建立起符合行业要求的质量流程体系。这也为其他领域的客户带来极大的益处，例如部分行业要求与航空航天领域类似的医疗行业。太空项目需要很大的耐心。我在这个工作岗位上已经超过十年。但直到现在，我的驱动装置才开始慢慢被投入应用之中。当然，在看到所有装置都能可靠地工作时，成就感便会更加强烈。”
Hannah Kleeblatt，质量工程师 – 项目
在航空航天项目中，质量工程师Hannah的工作量要远远超过其他应用。她必须撰写复杂的检测计划、进行详细的文档记录，并在对产品和文档进行广泛密集的检查之后才能给予批准。对于前往火星执行任务的驱动装置，另一个附加因素便是客户会非常细致地对各个方面进行检查：工作步骤、材料和制造方法。因此，不论是对她个人还是对maxon，Hannah都将这样的项目视为巨大的机遇。其中存在的学习潜力是难以估量的。而且，有些时候还必须采取非常规的解决方法。比如，Hannah和她的同事们就曾经从附近的一家医疗公司购买了一台内窥镜，细致地仔细检查了专为NASA火星任务定制的齿轮箱内部的齿轮法兰结构，做到每一毫米都没有误差。
Dominik Frey，项目经理 - 齿轮箱研发
航空航天项目对于Dominik一直都有很强的吸引力，尤其是因为这类项目一般都有很复杂的要求。作为一名项目经理，他始终牢记客户的需求。与此同时，他还负责协调包括设计、采购、质量控制和生产部门在内的所有相关部门的工作，并寻找最佳的解决方案。就像太空研究人员一样，他有时也会涉足未知的领域，不断挑战可能甚至超出可能的极限。在这样的情况下，他非常感激maxon为他提供参与技术工作并实现突破的自由空间。他的设计理念已在各种航空航天应用中得到应用，因此不难理解，他为何如此热情地关注火星任务的进展了。
Florbela Costa。SpaceLab项目主管
“我迫不及待地想看到NASA的首架火星直升机在火星上飞行。作为航空航天领域的技术项目主管，我直接对用于控制直升机，更准确地说是用于控制摆动盘的DC电机负责。对我来说，参加这样的项目简直就像是梦想变成现实。特别是在本次的火星直升机项目中，当我们不但严格遵守了紧迫的时限要求，而且完成的产品也在所有的合规测试中获得不错的成绩。能够成为如此出色项目的一部分，我感到非常自豪。当然，需要很多人的共同努力，才能圆满完成这样的项目。我的工作就是作为客户与maxon的各个部门之间的联系纽带，并确保我们的工作能够符合质量、进度和成本等方面的要求。从研发部门到生产部门，我喜欢与maxon公司内部与项目相关的所有人员进行联系和沟通。我热爱太空项目，因为航空航天工业一直让我着迷。这个行业与其他行业应用的不同之处主要在于通常具有更高的质量要求，例如在抗振性或耐温性方面。出于这个原因，与项目相关的所有组件都必须进行分析和测试。我们对标准电机中所用的零部件进行了重新评估，以确保它们能在太空或其他行星上工作。工作量很大，但也非常值得。”
Dominik Omlin，航空航天生产工程师
“火星任务所需的电机几乎全部以手工完成。每一个动作、每一个安装步骤都必须记录在案，而且必须确保正确——我们不能容许任何差错。毕竟，我们所使用的材料非常珍贵，也并非取之不尽。在我内心深处，我清楚地知道：在火星之上，我们无法采取任何干预措施，我们的驱动装置必须正常工作，否则整个任务都会失败。因此，我们注重相互之间经常协商、探讨后续步骤并严格按照双人原则的规定完成工作。我们的特殊型产品生产团队专为太空应用组装电机和驱动器组合。但我们所涉及的领域并不仅仅只是太空应用。我们也会收到来自医疗、机器人技术以及其他应用领域的订单。每一个项目都是独一无二的，也正因如此，我们对maxon电机系列产品有着非常广泛的了解。作为航空航天生产工程师，我所肩负的任务多种多样。我的工作包括编写详细的过程说明、监管驱动装置的生产、培训员工以及与设计部门密切合作等。有时，我必须在洁净室里工作长达几小时，因为只有在洁净室环境下，才能保护电机免受各种颗粒的污染。在那里，我也能全神贯注地投身于工作之中。但当有人站在身后观摩你的工作时，要集中精力并不容易——就像进行‘火星2020’项目时一样。这个项目的客户是喷气推进实验室 (JPL)，该实验室的专家们在当时与我们展开了密切合作，并多次来到公司总部拜访。我们与JPL的专家热烈讨论这个项目所面临的各种挑战，并一起找到解决方案。是的，能参与到这项太空探测任务中并贡献一份力量，我感觉无比自豪。还有很重要的一点是：我能够切实地感受到客户对我们所付出的努力表现出的欣赏和感谢。这就让这份工作变得更有意义。”
Kathrin Tschersich，项目样品组装负责人
Kathrin 非常看重和欣赏自己的工作，对她来说，这份工作总是充满新鲜感，每天都会带来不一样的挑战。她和她的项目样品组装团队一起制造单独的齿轮箱或包括电机、齿轮箱、编码器等在内的系统。无论是用于航空航天应用、医疗技术还是工业用途的项目，他们总是会遇到各种各样的挑战。但从技术和组织的角度来看，与欧洲航天局 (ESA) 的火星探测器项目（maxon为这个项目提供完整的驱动装置）最是让她的团队受益匪浅，他们从中学到许多知识并积累了丰富的经验。“从这些航空航天项目中，我学到一个道理：只有离开自己的舒适区，才能成长。一想到经过我手制造的产品有一天会在火星上工作，我就感到无比自豪。”
Aiko Stenzel，航空航天设计工程师
“在过去七年中，我很荣幸地能为不同的火星探测任务设计有刷DC电机。最开始是欧洲航天局 (ESA) 的火星探测计划 (ExoMars)，我在这个项目中负责13种不同的驱动装置，其中包括用于探测车的创新型车轮驱动器，它可以在布满碎石的地面上升高车轮。我们为此研发出一种新型的纯磁齿槽转矩制动器。这样，探测车在爬坡时就不会从斜坡上往下滑。但到目前为止，最令人激动的项目要算NASA的火星直升机。我有幸为此项目研发了用于控制转子叶片的maxon DCX 10驱动系统。这一项目需要六台小型DC电机。我们所面临的最大挑战就是项目对电机重量的要求极高。每一分克都必须经过深思熟虑，以确保火星直升机能够在火星上稀薄的大气环境中飞行。令人欣慰的是，我们不但减轻了重量，而且能够提供足够的动力来调整转子叶片——同时所有电机都能承受极高的振动和温度波动。太空中使用的驱动装置与地面上使用的驱动装置之间的主要区别在于，无论在工程设计、材料还是工艺方面，太空驱动装置都必须一再地挑战极限。例如，我们采用一种特殊的淬火工艺来使轴更加坚韧。另外，太空驱动装置项目还需要大量的记录工作：包括详细的材料清单、重量信息、重心计算、塑料零部件的表面积计算等。尽管繁琐，但却能使其他客户从我们的太空经验中受益。例如，我们为火星驱动装置研发出一种特殊的焊接工艺，如今已应用在标准商业生产中。我们为ExoMars计划专门设计的磁制动器不久之后也会出现在maxon产品目录中。很振奋人心，不是吗？”
Thilo Pfaff，生产工程师 – 驱动系统
对于航空航天工业所需的精密驱动装置而言，清晰、完整地记录工作流程、系统、运行材料、设备和人力资源并确保所有要素完美交互是成功的关键。这样做的目的是尽可能保持生产的高效和可靠。作为一名生产工程师，Thilo在这个环境中感到如鱼得水。他的职责是确保实现顺利生产所需的所有因素，并遵守相应的标准。组装部门的同事了解不同工作步骤以及必须特别注意的事项，例如在安全方面以及在制造驱动系统时。Thilo喜欢向他的同事解释标准、流程步骤或预防措施的重要性及其背后的原因。事实上，他正在为成功完成火星探测任务做出贡献，这同时也激发了他对于本职工作的热情。
Mars2020
详细了解maxon对当前NASA毅力号探测任务所作出的贡献： mars.maxonworld.com