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成功出艙，空間站機械臂如何助航天員“一臂之力”？

2021-11-09 作者：胡喆新華網責任編輯：吳靜

新華社北京11月8日電 題：成功出艙，空間站機械臂如何助航天員“一臂之力”？

新華社記者胡喆

11月8日1時16分，經過約6.5小時的出艙活動，神舟十三號航天員乘組密切協作，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抓總研制的空間站核心艙機械臂再次閃亮登場，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裝置的安裝工作，為后續實現擎天巨臂的組合打下扎實基礎。

空間站機械臂：我國航天事業發展的新領域之一

空間站機械臂是我國航天事業發展的新領域之一，融合了機、電、熱、控制、光學等多個專業，這也更加凸顯了雙臂組合轉接件的研制難度。隨著我國空間站建設順利推進，雙臂組合轉接件將幫助兩個形態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。

航天科技集團五院作為空間站機械臂的抓總研制單位，在關鍵技術、原材料選用、制造工藝、適應空間站環境的長壽命設計等方面做出突破和創新，不斷向世界展示著中國智慧和中國力量。

“大臂+小臂” 四兩撥千斤

此次出艙活動的“主角”——機械臂級聯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組合動作的關鍵裝備，凝結著五院空間站研制隊伍的智慧和汗水。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”。

航天科技集團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階段的任務規劃，實驗艙機械臂將隨“問天”實驗艙一起發射入軌，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，而實現組合的關鍵裝置就是雙臂組合轉接件。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，完成適應性強、操作難度更大的任務，對研制團隊是一個巨大的創新難題。為此，五院研制團隊一次次開展方案論證，一輪輪進行設計優化，將小小的“宇宙級機械臂轉接頭”從創意變成了“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，更實現了兩者間電氣和信息的互通，在太空環境中安全打通兩個機械臂之間的“任督二脈”。

未來空間站機械臂可達范圍將拓展為14.5米

在安裝過程中，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”。

雙臂組合轉接件和懸掛裝置的關系好比“刀劍”與“刀鞘”。航天科技集團五院空間站機械臂懸掛裝置主管設計師高翔宇介紹，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，將其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，隨時可實現對空間站艙體表面的巡檢。同時，機械臂在組合對接狀態下完成在軌任務后，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。

據悉，空間站機械臂后續將通過雙臂組合轉接件實現兩個機械臂的組裝，進而完成高難度、更加多樣化的任務目標。

關鍵詞：機械臂,空間站,航天員,艙段,出艙

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