2022年10月31日，重慶大學機械傳動國家重點實驗室，“對構齒輪傳動”裝置的大齒輪(下方大圓盤)。記者 鄭宇 攝/視覺重慶 據了解，夢天實驗艙在預定軌道上完成姿態(tài)調整和系統(tǒng)調試后，其太陽能電池翼的阿爾法對日定向驅動機構將投入使用。 根據央視報道，夢天實驗艙柔性太陽翼整翼翼展長度達到55米，總面積超過276平米，但厚度只有0.7毫米。雖然體重輕、厚度薄，但太陽翼的蓄電功能強勁。兩個實驗艙的太陽翼將讓空間站日發(fā)電量達到近1000千瓦時，相當于一個普通家庭半年的用電量，真正實現夢天實驗艙"用電無憂"。
2022年10月31日，重慶大學機械傳動國家重點實驗室，陳兵奎教授正在介紹對日定向驅動機構采用的對構齒輪傳動原理。記者 鄭宇 攝/視覺重慶
受太陽入射角和空間站飛行姿態(tài)的影響，太陽翼的發(fā)電效率會因時段不同、姿態(tài)不同而產生相應變化。重慶大學機械傳動國家重點實驗室陳兵奎教授介紹，為讓柔性太陽翼24小時不間斷追蹤太陽，保持最高狀態(tài)的發(fā)電效率，保障空間站用電，問天實驗艙和夢天實驗艙均采用了我國目前設計規(guī)模最大、連續(xù)工作壽命最長、傳輸功率最大的大型回轉運動類空間機構產品——對日定向裝置。對構齒輪傳動在對日定向裝置中的作用，就是保障實現太陽翼連續(xù)轉動，確保每一縷陽光都垂直照射在太陽翼上。
“對構齒輪傳動”系統(tǒng)中應用的齒輪。記者 鄭宇 攝/視覺重慶
“對構齒輪傳動是一種新型齒輪傳動，其突出的誤差適應能力和較高的承載能力，能夠滿足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長壽命等嚴苛要求。”陳兵奎教授介紹說道。 他透露，也正因為對構齒輪傳動的這些優(yōu)勢，目前該成果已經在中石油的化工設備、西寧特鋼的冶金設備上得到運用。此外，實驗室正承擔著出口國外的軌道交通輕軌驅動系統(tǒng)研發(fā)。到今年底，對構齒輪傳動將逐步邁向產業(yè)化推廣運用。
近年來，重慶大學機械傳動國家重點實驗室相關技術已先后在嫦娥四號生物科普試驗載荷、嫦娥五號著陸驗證系統(tǒng)、首次月面無人鉆取采樣任務等國家重大工程中解決了故障定位不準、試驗評價手段不足等關鍵難題。
2022年10月31日，重慶大學機械傳動國家重點實驗室，師生們正熱烈歡呼夢天實驗艙成功發(fā)射。記者 鄭宇 攝/視覺重慶
當天，重慶大學機械與運載工程學院師生聯(lián)合黨支部還在機械傳動國家重點實驗室舉辦了主題黨日活動。師生們表示，在未來的科技工作當中，將以更多的科研創(chuàng)新成果，服務國家重大戰(zhàn)略，以實際行動貫徹落實黨的二十大精神。
以上來源于重慶日報 記者：李志峰、夏元、鄭宇
以下來源于重慶大學
夢天實驗艙發(fā)射成功，重慶大學這個團隊功不可沒!
夢天升空，圓夢九天!
10月31日15時37分，搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場準時點火發(fā)射，夢天實驗艙與火箭成功分離并準確進入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。
下午，重慶大學機械與運載工程學院師生聯(lián)合黨支部的師生早早地等候在機械傳動國家重點實驗室一樓大廳，等候收看夢天實驗艙發(fā)射直播，并參加學院的主題黨日活動。該支部的部分黨員同志們參與了阿爾法對日定向驅動機構的研發(fā)，為航天強國建設貢獻了重大力量。夢天實驗艙阿爾法對日定向驅動機構對構齒輪傳動研發(fā)負責人陳兵奎教授與支部師生共同觀看直播，分享科研攻關故事。
機械與運載工程學院黨委書記陳曉慧詳細介紹了本次主題黨日活動的主題和意義。陳曉慧講到，黨建引領學科發(fā)展，這是一條必由之路，也是一條成功之路。學院加強黨建工作，統(tǒng)籌推進機械工程一流學科發(fā)展，有效激發(fā)科研人員創(chuàng)新活力，在科研攻關中充分發(fā)揮黨組織戰(zhàn)斗堡壘作用和黨員先鋒模范作用，以高質量黨建為高質量科研保駕護航。學院先后入選首批“全國100個黨建工作標桿院系”、首批高校“雙帶頭人”教師黨支部書記工作室、第二批全國高校“百個研究生樣板黨支部”，獲得“全國五四紅旗團委”稱號。
10月31日15時37分，空間站夢天實驗艙在文昌航天發(fā)射場由長征五號B遙四運載火箭托舉升空，發(fā)射取得圓滿成功。機械傳動國家重點實驗室一樓大廳爆發(fā)出陣陣熱烈的掌聲，陳曉慧表示，本次夢天實驗艙的成功發(fā)射，學院的黨員同志們帶頭攻堅克難，敢于擔當，充分發(fā)揮了示范引領作用。希望聯(lián)合黨支部師生樹立勇攀科技高峰的精神，矢志科技報國，為實現中華民族偉大復興貢獻力量。黨支部的師生們激動不已，紛紛表示，將以實際行動貫徹落實黨的二十大精神。
陳兵奎教授表示，黨的二十大報告指出，必須堅持科技是第一生產力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力，深入實施科教興國戰(zhàn)略、人才強國戰(zhàn)略、創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，開辟發(fā)展新領域新賽道，不斷塑造發(fā)展新動能新優(yōu)勢。作為新時代的科技先鋒，讓太陽翼不錯過每一道陽光，能成為問天實驗艙和夢天實驗艙背后的科技力量，是一名科技工作者的榮耀，希望在將來的科技工作當中，取得更多的創(chuàng)新性成果，服務國家重大戰(zhàn)略，以實際行動貫徹落實黨的二十大精神。
機械學院2020級機械設計制造及其自動化唐菡參加主題黨日活動后說到，夢天實驗艙發(fā)射倒計時的時候我內心的激動之情難以言表，其中的對構齒輪出自于我們學院的傳動實驗室，這使我更加自豪。作為機械學院的學生，我們要傳承機械雄風的精神，緊跟時代步伐，承擔起屬于我們青年一代的責任，心懷夢想，奮斗不止。
“今天，夢天實驗艙的發(fā)射再一次向世界宣告了中國的科技力量。聽了陳兵奎教授的講述，24小時不停歇的工作，一天四次前往試驗地進行實驗，我深感科研工作者的不易，也為他們深感自豪，我將不斷提升學術研究水平，堅持創(chuàng)新發(fā)展，把青春奉獻給黨和人民，為中華民族偉大復興貢獻自己的一份力量。”機械學院2020級車輛工程馬駿馳說。
夢天實驗艙發(fā)射升空與中國空間站核心艙對接，中國空間站建造將全面完成，國家太空實驗室建成。夢天實驗艙在預定軌道上完成姿態(tài)調整和系統(tǒng)調試后，其太陽能電池翼的阿爾法對日定向驅動機構將投入使用。該阿爾法機構和7月24日發(fā)射升空的問天實驗艙中的阿爾法機構，采用的對構齒輪傳動由重慶大學自主研發(fā)，在上海宇航系統(tǒng)工程研究所、上海航天設備制造總廠、鄭州機械研究所等單位的通力合作下完成對構齒輪正樣產品的交付。
受太陽入射角和空間站飛行姿態(tài)的影響，太陽翼的發(fā)電效率會因時段不同、姿態(tài)不同而產生相應變化。為讓柔性太陽翼24小時不間斷追蹤太陽，保持最高狀態(tài)的發(fā)電效率，保障空間站用電，問天實驗艙和夢天實驗艙采用了我國目前設計規(guī)模最大、連續(xù)工作壽命最長、傳輸功率最大的大型回轉運動類空間機構產品——對日定向裝置，實現太陽翼雙自由度同時轉動，確保每一縷陽光都垂直照射在太陽翼上。
阿爾法對日定向機構中的對構齒輪傳動是重慶大學機械傳動國家重點實驗室陳兵奎教授提出的新型齒輪傳動，其發(fā)明靈感來源于兒時游戲“滾鐵環(huán)”：鐵環(huán)直立時可以滾動， 當鐵環(huán)發(fā)生傾斜時同樣可以滾動，只是滾動軌跡發(fā)生了變化。基于此想到曲線與曲面的接觸會具有很好的誤差適應性。陳兵奎教授在“滾鐵環(huán)”原理基礎上經過研究，提出了具有很好誤差補償能力的線面對構齒輪傳動。其突出的誤差適應能力和較高的承載能力能夠滿足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長壽命等嚴苛要求。
陳兵奎教授團隊在前期積累的理論研究和工業(yè)應用基礎上，針對阿爾法機構對構齒輪傳動進行了近八年的攻關，攻克了極端工況下對構齒輪設計理論與方法、多物理量作用下對構齒輪數字閉環(huán)精密加工與測量、擬實條件下對構齒輪加速疲勞壽命試驗技術與裝備等多項關鍵技術，并最終圓滿完成了問天實驗艙和夢天實驗艙阿爾法機構對構齒輪的研制任務。問天實驗艙對構齒輪傳動已“首秀”成功，各項指標表現優(yōu)異，夢天艙對構齒輪也必不負眾望。
近年來，重慶大學機械傳動國家重點實驗室相關技術先后在嫦娥四號生物科普試驗載荷、嫦娥五號著陸驗證系統(tǒng)、首次月面無人鉆取采樣任務等國家重大工程中解決了故障定位不準、試驗評價手段不足等關鍵難題。