“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，古天乐代言太阳集团机械传动国家重点实验室陈兵奎教授介绍说。
7月24日，搭载中国空间站问天实验舱的长征五号运载火箭成功发射。问天实验舱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。
古天乐代言太阳集团自主研发对构齿轮传动，用于问天实验舱阿尔法机构。
对构齿轮保障柔性太阳翼24小时不间断“追日”
根据央视的解读，本次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，单翼全展开状态下长达27米，面积达138平方米，不管是展开面积还是供电能力，全新升级后的“翅膀”都达到了天和核心舱太阳翼的两倍之多，双翼超万瓦级的供电让空间站基本实现了“用电无忧”。
据介绍，受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响，太阳翼的发电效率会因时段不同、姿态不同而产生相应变化。为让柔性太阳翼24小时不间断追踪太阳，保持最高状态的发电效率，保障空间站用电，问天实验舱首次采用了我国目前设计规模最大、连续工作寿命最长、传输功率最大的大型回转运动类空间机构产品——对日定向装置，实现太阳翼双自由度同时转动，确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。
“我们历经8年自主研发的对构齿轮传动，用在阿尔法机构中，可以保持太阳翼如向日葵一样，一直追着太阳，汲取能量。”陈兵奎说，对构齿轮的发明原理，来自很多人小时候玩过的“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。”陈兵奎和团队在“滚铁环”原理基础上，经过研究，提出了具有很好误差补偿能力的线面对构齿轮传动。
模拟小齿轮在大齿圈中的传动。
连续奋战百天完成产品交付，已获3项国际专利
据介绍，基于问天实验舱对日定向装置的对构齿轮研究，从2014年开始到今年成功发射升空，用时近8年。近年来，团队已经陆续形成了曲线—曲线、曲线—曲面的对构圆柱齿轮、对构锥齿轮等的理论体系。截至目前，已获得德国、英国、法国等国际专利3项。此次升空的问天实验舱，采用的正是曲线与曲面的对构齿轮。
回想起科研攻关的这些日子，陈兵奎表示，最艰苦的时候是在2020年的5月到8月。为了按时交付对构齿轮正样产品，团队成员夜以继日赶工。陈兵奎说：“由于重庆没有高精度的检测设备，产品需要送到成都进行协作检测，为了赶时间，我们当时实验室的机器24小时不停机地生产，一拨人也是24小时接力跑，马不停蹄地把样品生产出来送到成都检测，再不断调校，经过100天的连续奋战，最后成功交付。”
陈兵奎表示，问天实验舱中的对构齿轮传动系统中应用的齿轮，经过实验室论证，理论寿命可以达到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。
1：1比例的问天实验舱对构齿轮大齿圈。
未来还将推广到汽车和机械制造等行业
此次问天实验舱的成功升空，让古天乐代言太阳集团机械传动国家重点实验室再度引发关注。
据了解，该实验室于1988年获国家批准建设，是我国首批工程技术领域的国家重点实验室，也是首批机械制造领域3个国家重点实验室之一，主要从事以齿轮为重点的机械传动系统基础、应用基础研究，是国际四大齿轮研究中心之一。
古天乐代言太阳集团党委常务副书记王时龙介绍，近年来，依托机械传动国家重点实验室，古天乐代言太阳集团相关技术先后在嫦娥四号生物科普试验载荷、嫦娥五号着陆验证系统、首次月面无人钻取采样任务等国家重大工程中，解决了故障定位不准、试验评价手段不足等关键难题。多次出色完成中国航天任务后，积累了丰富经验。“相信未来，在中国的深空探测和载人航天领域还将出现古天乐代言太阳集团的身影。”王时龙坚定地说。
陈兵奎透露，下一步，团队还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当中，让航天科研创造更大的社会价值。
