張宇 時小丹 科技日報記者 付毅飛 何亮

據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，11月8日1時16分，經(jīng)過約6.5小時的出艙活動，神舟十三號航天員乘組密切協(xié)同，圓滿完成出艙活動全部既定任務(wù)，航天員翟志剛、航天員王亞平安全返回天和核心艙，出艙活動取得圓滿成功。

此次出艙活動中，由航天科技集團(tuán)五院（以下簡稱“五院”）抓總研制的空間站核心艙機(jī)械臂再次耀眼亮相，托舉航天員到達(dá)指定位置開展出艙操作，順利完成了機(jī)械臂級聯(lián)裝置的安裝工作，為后續(xù)實現(xiàn)擎天巨臂的組合打下扎實基礎(chǔ)。

空間站機(jī)械臂是我國航天事業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域之一，雙臂組合轉(zhuǎn)接件將幫助兩個形態(tài)截然不同的機(jī)械臂完成轉(zhuǎn)接，保證組合機(jī)械臂具備承載更大載荷進(jìn)行大范圍轉(zhuǎn)移的能力，它的突破與創(chuàng)新向世界展示了中國智慧和中國力量。

轉(zhuǎn)接頭成“四兩撥千斤”神器

此次出艙活動的“主角”——機(jī)械臂級聯(lián)裝置由雙臂組合轉(zhuǎn)接件和懸掛裝置組成，是空間站機(jī)械臂實現(xiàn)組合動作的關(guān)鍵裝備。其中，雙臂組合轉(zhuǎn)接件更是被空間站型號研制人員形象地比喻為“宇宙級機(jī)械臂轉(zhuǎn)接頭”。

五院空間站機(jī)械臂飛控負(fù)責(zé)人高升介紹，空間站機(jī)械臂由核心艙機(jī)械臂（大臂）和“問天”實驗艙機(jī)械臂（小臂）組成。按照空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證及建造階段的任務(wù)規(guī)劃，實驗艙機(jī)械臂將隨“問天”實驗艙一起發(fā)射入軌，并將在太空中與核心艙機(jī)械臂完成“大小臂在軌組合”的亮眼操作。操作過程中，實現(xiàn)組合的關(guān)鍵裝置就是雙臂組合轉(zhuǎn)接件。然而，由于長度為10米的核心艙機(jī)械臂和長度為5米的實驗艙機(jī)械臂“體型”差異較大，因此端口設(shè)計也有較大差別。

如何做好兩個機(jī)械臂的對接，實現(xiàn)“1+1=1”的效果？五院的研制團(tuán)隊將小小的“宇宙級機(jī)械臂轉(zhuǎn)接頭”從創(chuàng)意變成了“四兩撥千斤”的科技神器——它不僅有助于完成兩個機(jī)械臂的接口互連，還實現(xiàn)了兩者間電氣和信息的互通，在惡劣的太空環(huán)境中安全打通兩個機(jī)械臂之間的“任督二脈”。

完成在軌任務(wù)便可收“刀”回“鞘”

在機(jī)械臂級聯(lián)裝置安裝過程中，首先安裝在核心艙艙壁上的懸掛裝置帶有巧妙的抱爪結(jié)構(gòu)，用于捕獲和存放雙臂組合轉(zhuǎn)接件，并為它提供供電保證。

完成懸掛裝置安裝后，航天員翟志剛輕推雙臂組合轉(zhuǎn)接件進(jìn)入卡口位置，懸掛裝置在指令的遙控下，通過抱爪結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確地將轉(zhuǎn)接件抓住，并將其“擁入懷中”。

那么，雙臂組合轉(zhuǎn)接件和懸掛裝置到底是什么關(guān)系呢？據(jù)五院空間站機(jī)械臂懸掛裝置主管設(shè)計師高翔宇介紹，雙臂組合轉(zhuǎn)接件好比“刀劍”，懸掛裝置則好比“刀鞘”。未來，當(dāng)兩個空間站機(jī)械臂開展對接工作時，核心艙機(jī)械臂（大臂）將主動探向雙臂組合轉(zhuǎn)接件，通過末端視覺相機(jī)識別靶標(biāo)，將轉(zhuǎn)接件從懸掛裝置上精準(zhǔn)取出，進(jìn)而完成與“問天”實驗艙機(jī)械臂的組合，形成更長、更穩(wěn)定的靈巧型空間機(jī)器人。

屆時，空間站機(jī)械臂可達(dá)范圍直接拓展為14.5米，活動范圍可直接覆蓋空間站三個艙段，隨時實現(xiàn)對空間站艙體表面的巡檢。同時，機(jī)械臂在組合對接狀態(tài)下完成在軌任務(wù)后，又要重新分為大小機(jī)械臂兩個部分，此時雙臂組合轉(zhuǎn)接件自然是收“刀”入“鞘”，由核心艙機(jī)械臂主動將雙臂組合轉(zhuǎn)接件重新放回懸掛裝置中。

“未來，在空間站完成三艙組合后，航天員出艙任務(wù)大部分將由組合臂的形式完成。”五院空間站機(jī)械臂雙臂組合轉(zhuǎn)接件主管設(shè)計師朱超憧憬著兩個機(jī)械臂組裝起來的壯觀模樣并感慨道。

后續(xù)，空間站機(jī)械臂將通過雙臂組合轉(zhuǎn)接件實現(xiàn)兩個機(jī)械臂的組裝，進(jìn)而完成高難度、更加多樣化的任務(wù)目標(biāo)。

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