中國太空人出艙　專家解讀空間站機械臂「神力」

今日（8日）凌晨1時，經過約6.5小時的出艙活動，太空人翟志剛、王亞平安全返回天和核心艙，神舟十三號太空人乘組第一次出艙活動取得圓滿成功。此次出艙活動中，由航太科技集團五院抓總研製的空間站核心艙機械臂再次耀眼亮相，托舉太空人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，為後續實現擎天巨臂的組合打下扎實基礎。

空間站機械臂是中國航太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製難度。隨著中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範圍轉移的能力。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。其中，雙臂組合轉接件更是被空間站型號研製人員形象地比喻為「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。按照任務規劃，實驗艙機械臂將隨「問天」實驗艙一起發射入軌，並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。由於長度為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「1+1=1」的效果，完成適應性強、操作難度更大的任務，對研製團隊說是一個巨大的創新難題。為此，五院的研製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。它不僅有助於完成兩個機械臂的介面互連，更實現了兩者間電氣和資訊的互通，在惡劣的太空環境中安全打通兩個機械臂之間的「任督二脈」。

完成任務，收「刀」回「鞘」

據介紹，在機械臂級聯裝置安裝過程中，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，用於捕獲和存放雙臂組合轉接件，並為它提供供電保證。完成懸掛裝置安裝後，太空人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，並將其「擁入懷中」。

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，將其從懸掛裝置上精准取出，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，空間站機械臂可達範圍直接拓展為14.5米，活動範圍可直接覆蓋空間站三個艙段，隨時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後，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後，太空人出艙任務大部分將由組合臂的形式完成。」專家表示，後續，空間站機械臂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，這不僅是世界首次，更是中國智慧的重要體現。（點新聞記者劉凝哲 北京報道）