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，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，由航天科技集團五院（以下簡稱“五院”）抓總研制的空間站核心艙機械臂再次耀眼亮相，托舉航天員到達指定位置開展出艙操作，順利完成了機械臂級聯(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。
空間站機械臂是我國航天事業(yè)發(fā)展的新領域之一，雙臂組合轉接件將幫助兩個形態(tài)截然不同的機械臂完成轉接，保證組合機械臂具備承載更大載荷進行大范圍轉移的能力，它的突破與創(chuàng)新向世界展示了中國智慧和中國力量。
轉接頭成“四兩撥千斤”神器
此次出艙活動的“主角”——機械臂級聯(lián)裝置由雙臂組合轉接件和懸掛裝置組成，是空間站機械臂實現(xiàn)組合動作的關鍵裝備。其中，雙臂組合轉接件更是被空間站型號研制人員形象地比喻為“宇宙級機械臂轉接頭”。
五院空間站機械臂飛控負責人高升介紹，空間站機械臂由核心艙機械臂（大臂）和“問天”實驗艙機械臂（小臂）組成。按照空間站關鍵技術驗證及建造階段的任務規(guī)劃，實驗艙機械臂將隨“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)組合的關鍵裝置就是雙臂組合轉接件。然而，由于長度為10米的核心艙機械臂和長度為5米的實驗艙機械臂“體型”差異較大，因此端口設計也有較大差別。
如何做好兩個機械臂的對接，實現(xiàn)“1+1=1”的效果？五院的研制團隊將小小的“宇宙級機械臂轉接頭”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械臂之間的“任督二脈”。
完成在軌任務便可收“刀”回“鞘”
在機械臂級聯(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構，用于捕獲和存放雙臂組合轉接件，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接件進入卡口位置，懸掛裝置在指令的遙控下，通過抱爪結構準確地將轉接件抓住，并將其“擁入懷中”。
那么，雙臂組合轉接件和懸掛裝置到底是什么關系呢？據(jù)五院空間站機械臂懸掛裝置主管設計師高翔宇介紹，雙臂組合轉接件好比“刀劍”，懸掛裝置則好比“刀鞘”。未來，當兩個空間站機械臂開展對接工作時，核心艙機械臂（大臂）將主動探向雙臂組合轉接件，通過末端視覺相機識別靶標，將轉接件從懸掛裝置上精準取出，進而完成與“問天”實驗艙機械臂的組合，形成更長、更穩(wěn)定的靈巧型空間機器人。
屆時，空間站機械臂可達范圍直接拓展為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，機械臂在組合對接狀態(tài)下完成在軌任務后，又要重新分為大小機械臂兩個部分，此時雙臂組合轉接件自然是收“刀”入“鞘”，由核心艙機械臂主動將雙臂組合轉接件重新放回懸掛裝置中。
“未來，在空間站完成三艙組合后，航天員出艙任務大部分將由組合臂的形式完成。”五院空間站機械臂雙臂組合轉接件主管設計師朱超憧憬著兩個機械臂組裝起來的壯觀模樣并感慨道。
后續(xù)，空間站機械臂將通過雙臂組合轉接件實現(xiàn)兩個機械臂的組裝，進而完成高難度、更加多樣化的任務目標。
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