重庆专访 | 罗均：机械传动的魅力在于"小材大用"

它们是大国重器上一个个灵活的“关节”

既要耐用 又要精确

突破产学研边界

解锁一个又一个难题

感受机械传动的魅力

《重庆专访》带你走进机械传动国家重点实验室

这是乐高玩具中20种常见的机械传动结构，放置在现实的生活场景，尤其是高端装备制造上，这些灵巧的“关节”是决定大国重器竞争力的关键。就在去年，一对齿轮副的成功问世，破解了空间站能量供给的难题，这对能够24小时不间断追踪太阳的对构齿轮，就诞生在这里。

机械传动国家重点实验室主任 

重庆大学机械与运载工程学院院长  罗均 ：

因为从实验室来讲，我们叫机械传动国家重点实验室，所以传动是我们聚焦的领域，而我们机械传动也是很多装备里面最核心、最基础的零部件，这个零部件做不好的话，装备智能化信息化再好，可能都达不到这个效果。所以我觉得我们实验室的定位，就是要做整个国家重大装备的最基础的这些部件。

重庆电视台 田园：

我们获得过很多荣誉，我看有数据说我们承担的国家重大科技专项，国家级、千万级的项目就有10多项，如果开一个榜单的话，Top three（前三），您觉得该怎么来排序？

机械传动国家重点实验室主任 

重庆大学机械与运载工程学院院长  罗均 ：

我们实验室承担的这些国家重大项目，其实很多成果都是我们引以为豪、都是不错的成果，但如果要排出前三的话，第一个就是我们用于航空航天的对构齿轮，这个是对我们整个空间站的能源供给方面的传动系统做出了比较重大的贡献。包括它对“问天”和“梦天”实验舱中，对日指向机构的传动系统，通过这种对构齿轮方式，来解决太空中由于高低温变化造成的误差，而且它能够提高齿轮传动的承载能力，空间对日指向传动的可靠性大幅增加；

排第二，就是我们齿轮的制造，我们知道现在的航空母舰，包括我们的大型驱逐舰，它的传动系统齿轮都特别大，对于大型齿轮传动，除了把齿轮设计完了之后，还要进行修形，如果不修形的话，齿轮啮合的时候就带来误差，带来整个传动系统效率的降低和噪音的增加；第三，就是我们对传动系统的减振降噪，我们都知道空天地海装备，特别是对于军事装备，要求它的隐身，除了红外隐身，还有声隐身，我们采用了电磁负刚度原创技术来调刚度，采用巨电流变液来调阻尼，对传动系统的隐声功能做了很多的研究。

罗均：

你看这个太阳能单翼长28米，加在一起是 56米长，像足球场那样大了，它的单面面积就是130多平方米，两边加起来是260多平方米，像一套大的房子。所以你看它那么长、那么大的面积，虽然是在太空，它还是很重的，就要求齿轮的负载比较大，这个太阳翼像蒲扇一样的，那么长的蒲扇拿在手上的话，腕力要很大才行，对吧？所以对齿轮的载荷承重要求比较高。针对这个问题，我们实验室陈教授就发明了对构齿轮，你看传统渐开线齿轮啮合的时候，它是这样，看似曲面的啮合，其实它接触的时候是点和点的接触，对构齿轮就不一样，对构齿轮它可以做成曲线和曲面的啮合，线和面的啮合接触的面积就大了，接触面积大承受的重量就更重了。加上对构齿轮设计的时候，它有很多容误差功能，热胀冷缩的时候，它都能够容忍，所以它的可靠性就很高。我们做了很多年研究，从正式接到任务到去年上天，研发了八年时间，但有这个想法其实是很早了，我们之前有很多工作的积累，因为毕竟是一种新的啮合的原理和方式，作为原创的东西，需要比较长时间的进行攻关。

田园：

这就是测量在太空中齿轮运转情况的地方？

罗均：

对，这个比刚才看的大多了，对吧？这里面是抽真空，模拟太空的真空，传动系统就在这里面实验，这是加温度的，温度可以加到200度，可以加到零下80度。看高低温变化的时候对齿轮的影响怎么样。

田园：

那我们的问天实验舱、梦天实验舱的齿轮就是在这里面试验？

罗均：

开始在这里面做实验，后来我们交付给航天（八院），航天（八院）有更大的真空模拟环境，就去那里再做大量实验，做老化实验，因为问天梦天的齿轮在太空中要工作30年，在太空中人是不能出去维修的，因为宇宙射线很多，辐射很大，要保持30年没有故障，那要求可就很高了。

作为全国机械传动领域唯一的国家重点实验室，依托重庆大学的科研力量，面向国家战略需求。2022年，实验室完成了高端装备机械传动全国重点实验室的优化重组，研究重点放在了工业机器人、特种车辆、航空航天以及新能源汽车等传动系统的研发上。

罗均：

我们机械传动国家重点实验室经过30年的发展，我们在许多传动领域都实现国产化了。但现在随着整个装备性能的不断提升，它要求环境非常极端：极端高速、极端重载、极端精密，在这种情况下，我们必须要研发新的传动技术来适应国家重大装备的发展。

田园：

针对这些重点布局，我们在实验室的安排、包括人才梯队建设方面有没有相应的调整？

罗均：
有的。我们现在面临的是国家重大任务需求了，要实打实地完成国家的这些指标。我们现在实验室的架构，定位的是“1+4”模式，“1”就是我们实验室的基础研究中心，对传动系统进行原创的、基础的深入研究。另外就是我们“1+4”的“4”，就是我们跟国内的一些头部企业建立4个联合研发中心。我们前面讲了我们工业机器人的RV减速器，我们要从目前的保精度寿命6000小时提高到12,000小时，我们就跟中国机械集团联合成立一个联合研发中心，来提高RV减速器的使用寿命。我们对战车、特种车辆传动系统的研究，要达到6000公里无故障运行里程的话，我们跟中国兵器工业集团共同建立一个特种车辆传动研发中心。第三，我们航空发动机传动系统研究，跟中国航发集团建立相应的联合研发中心来做。

田园：
听您的描述就可以看到，其实我们是作为一个国家重点实验室跟相应的头部企业做产学研的合作，那么根据您的经验，你觉得这几年我们的产学研和以前相比有哪些显著的变化？

罗均：
基于新的产学研理念，我们现在整个产学研的形式跟以前完全不一样了，以前都是老师在大学里面做科研，企业有什么需求的话，给我们委托一个课题，我们来做，完成之后交给企业就可以了。现在我们完全不一样，我们现在让自己实验室的教授带着团队，长期派驻到头部企业去，头部企业也配备相应的人员，组成共同的研发团队，来面对国家的战略需求，发现一些问题，直接进行研发，这种合作研发的形式更加紧密。

比如我们蒲华燕教授，她带了20多个人，长期入驻在中国兵装长安望江工业集团里面去，共同研发特种无人车辆背景型号，所以长安望江工业集团给她配了100多个人，组成了近200人的团队，就在现场来研发我们型号的战车，也包括我们实验室的何彦教授，也派到红宇集团，对火工品的智能制造进行研发，她担任总师来进行研发，所以这种结合更加紧密了。

田园：

因为我们科研重点的一些变化，可能我们现在的本科和研究生的教学方面，我们的专业设置也增添了这部分的内容？

罗均：

对的。你说得非常对，以前我们重大机械就是比较传统机械，我们对本科生的培养，就是从机械设计到制造，到制图到加工工艺，就是整个机械这个套路来做的，但现在我们对本科生的培养课程设置改变了，机械核心课程保持不变，然后我们把信息化和智能化的课程加进去了，包括机器学习，人工智能这些课程，希望把我们学生培养成一个具备机械化、信息化和智能化融合的优秀毕业生。

田园：

今年“川渝共建”是一个热门词汇，在科研领域你能感受到这样的一个氛围吗？

罗均：
能感受到。我们一直很重视川渝的发展、合作和共建。因为我们实验室面向四川的很多大型的企业，我们都有非常紧密的合作，包括他们未来的发展，我们都是紧密在一起研讨，共同地提早地布局来做，包括我们做航空发动机传动技术，我们就要跟四川的研发机构，叫“太行国家实验室”紧密合作，这个是已经达成合作协议在做的。包括成飞，除了歼20飞机之外，它未来还要发展大型的无人机，无人机的传动系统我们就深入地参与进去。现在成渝地区双城经济圈给我们提供更好的机会，我们也将更加深度地跟四川的企业、研究所和高校进行紧密合作，从展望来讲，我觉得未来川渝的发展非常值得期待。

（第1眼-重庆广电记者 张嘉 田园 曾石 陈善培）