揭秘中國空間站“轉位神器”

在地球之外的茫茫宇宙，伴隨中國龐大的航天器“積木”變換位置，中國空間站的天和核心艙和“夢天”“問天”兩個實驗艙正式形成“T”字基本構型。

當天，夢天實驗艙“悄悄”挪動“身板”，轉換個姿態從側面“吻”上天和核心艙，實現這一轉位功能的產品正是由中國航天科技集團八院研制的轉位機構。

以150公斤的轉臂平穩帶動23噸的夢天實驗艙，這一“轉位神器”有如下幾大特點：

對得準：“花蕊”造型

轉位的第一步是進行對接，也就是通過轉位機構將夢天實驗艙和天和核心艙連接起來。

夢天實驗艙上的轉位機構采用的是錐桿式對接方式。團隊在轉位機構轉臂的前段設置了一個捕獲桿，這個捕獲桿就如同“花蕊”一般被包裹在三個導向片形成的“花瓣”中。

當捕獲機構向基座靠近時，兩個產品的六個導向片進行初步定位。隨后，錐桿由驅動組件推出，在拉簧組件的配合下，在一定范圍內擺動，保證了與基座連接鎖定的自適應性。這樣的結構設計讓轉位機構具備更好的捕獲、對接能力。

巧妙挪：“關節”靈活

夢天實驗艙從天和核心艙前向對接口轉移到側向對接口，并非像人類“轉身”一樣簡單容易。如何讓150公斤的轉臂平穩帶動23噸的夢天實驗艙順利“轉身”？

夢天實驗艙轉臂上安裝了兩個驅動部件(關節驅動機構)，就像手臂的兩個“運動關節”，靠近夢天實驗艙端的是“肩關節”，另一個則是與捕獲機構相連的“腕關節”。在兩個“關節”工作時，它們必須做到從加速到勻速階段的平穩過渡，從而確保運動穩定性。

轉得穩：“停頓”舞曲

為了讓夢天實驗艙能夠具備大慣量負載下的轉動能力，此次轉位過程中采用了艙體停控模式，即在轉位時通過“肩關節”做一次啟停，“腕關節”做兩次啟停，從而實現平穩轉向。