11月8日，中國航天員翟志剛、王亞平安全返回天和核心艙，神舟十三號航天員乘組第一次出艙活動取得圓滿成功。此次出艙活動中，航天員順利完成機械臂級聯(lián)裝置安裝工作，為后續(xù)實現(xiàn)“擎天巨臂”組合打下基礎(chǔ)。

接連兩臂，完成“1+1=1”

機械臂級聯(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“宇宙級機械臂轉(zhuǎn)接頭”。

空間站機械臂由中國航天科技集團(tuán)五院抓總研制，是中國航天事業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域之一，融合了機、電、熱、控制、光學(xué)等多個專業(yè)，這也更加凸顯了雙臂組合轉(zhuǎn)接件的研制難度。隨著中國空間站建設(shè)順利推進(jìn)，雙臂組合轉(zhuǎn)接件將幫助兩個形態(tài)截然不同的機械臂完成轉(zhuǎn)接，保證組合機械臂具備承載更大載荷進(jìn)行大范圍轉(zhuǎn)移的能力。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院空間站機械臂飛控負(fù)責(zé)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(guān)鍵技術(shù)驗證及建造階段的任務(wù)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”的操作，而實現(xiàn)組合的關(guān)鍵裝置就是雙臂組合轉(zhuǎn)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(shè)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，完成適應(yīng)性強、操作難度更大的任務(wù)，對研制團(tuán)隊來說是一個巨大的創(chuàng)新難題。

為此，航天科技集團(tuán)五院的研制團(tuán)隊一次次開展方案論證、進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，將小小的“宇宙級機械臂轉(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械臂的接口互連，更實現(xiàn)了兩者間電氣和信息互通，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”。

完成任務(wù)，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(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)航天科技集團(tuán)五院空間站機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(zhuǎn)接件，通過末端視覺相機識別靶標(biāo)，將其從懸掛裝置上精準(zhǔn)取出，進(jìn)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(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?！?高翔宇說，同時，機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?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院空間站機械臂雙臂組合轉(zhuǎn)接件主管設(shè)計師朱超說。

（馬帥莎 張宇 時小丹）