重庆大学教授：发明灵感源于“滚铁环”游戏

“发明‘对构齿轮’，灵感来自于小时候玩的‘滚铁环’游戏。”7月25日，重庆大学机械传动国家重点实验室陈兵奎教授说。

7月24日，问天实验舱成功飞天，其上重要装置阿尔法对日定向驱动机构对构齿轮传动的研发工作，正是由陈兵奎教授团队承担。

问天实验舱配置了目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼，超万瓦级的供电能力能让空间站基本实现“用电无忧”。

为让柔性太阳翼24小时不间断追踪太阳，保持最高状态发电效率，问天实验舱首次采用阿尔法对日定向装置。

“我们历经8年自主研发的对构齿轮传动用于阿尔法机构，可以确保太阳翼如向日葵一样，一直追着太阳，汲取能量。”陈兵奎说，发明对构齿轮的灵感，源于很多人小时都玩过的“滚铁环”游戏。

“滚铁环直走的时候，铁环垂直于地面。而拐弯的时候，铁环与地面倾斜。因此，我们猜想曲线与曲面的接触会具有很好的误差适应性。”在“滚铁环”原理基础上，陈兵奎团队经过研究，发明了具有很好误差补偿能力的线面对构齿轮传动。

据了解，陈兵奎团队基于问天实验舱对日定向装置的对构齿轮研究，从2014年开始到今年实验舱成功发射升空，用时近8年，已陆续形成曲线-曲线、曲线-曲面对构圆柱齿轮、对构锥齿轮等理论体系，获得国际专利3项。此次升空的问天实验舱，采用的是曲线-曲面对构齿轮。

回想科研攻关的那些日子，陈兵奎表示，最艰苦的时候是在2020年的5月到8月。“由于重庆没有高精度的检测设备，对构齿轮正样产品需要送到成都进行协作检测。为了赶时间，当时我们实验室机器24小时不停机生产，一拨人也是24小时接力跑，马不停蹄地把生产出来的样品送到成都检测，再不断调校，经过100天的连续奋战，最终实现了按时交付。”

陈兵奎表示，问天实验舱对构齿轮传动系统中应用的齿轮，经过实验室论证，理论寿命可达25—30年，对于太空恶劣环境的耐受能力，也较传统齿轮更为优异。

陈兵奎透露，下一步，团队将发挥对构齿轮传动技术承重能力更强、更耐用、效率更高的优势，将其推广到汽车、机械制造等其他行业，让航天科研创造更大的社会价值。