21所从2009年开始为航天配套研制载人三期天和舱空间机械臂空间驱动组件、高精度位置传感器等机械臂核心部件以及空间站任务其他相关配套电机。产品研制过程贯穿了整个载人航天三期任务，历时10年，研制过程经历模样、初样、初样鉴定件、正样四个阶段，完成了正样11个品种共上百台产品交付。

　　天和舱空间大型机械臂为我国首个具有七个自由度的机械臂，从而在太空可以实现类似人类手臂的运动能力，工作时最长长度可达15米左右、直径约4米左右，可以在太空抓取物体，方便设备的对接、安装、变轨、分离等操作。核心舱机械臂通过末端执行器与目标适配器之间的对接与分离，类似于木工常用的榫卯结构，可实现舱体爬行功能，以一种类似蠕虫的运动方式移动到空间站的许多部分，进而在更大范围触达空间站各舱体外表面。21所依据任务要求为机械臂配套了七关节运动驱动组件、高精度位置传感器以及3个末端执行器共4款高精度无刷伺服驱动组件及1款高精度位置传感器。关节驱动组件及高精度位置传感器作用类似于人体骨骼、肌肉与神经系统，通过指令可操作机械臂运动与精确定位，是实现机械臂运动、精确定位的执行机构。关节驱动组件及高精度位置传感器作为机械臂的核心部件，需具备小体积、大转矩输出，待机械臂运行到指定位置后，可实现定位锁定功能，从而使机械臂固定在相应位置，以及到位锁定后由末端执行驱动组件实现目标捕获及抓取的功能。21所研发人员迎难而上、攻坚克难，突破了空间机械臂核心部件小型化设计技术、空间电磁制动器无粉尘结构设计技术、长寿命空间运动部件润滑技术等关键技术难题。该核心部件也因此于2020年获得了国防科学技术进步二等奖。