加下一代机械臂瞄准深空探测

以空间机械臂而闻名的加拿大已研制出新型号机械臂。被称为"下一代加拿大臂"(NGC)的系统既能用于修理通信卫星,又能帮助人类对月球、小行星、火星和宇宙其他角落开展载人探测。随着美国航天飞机的退役,新一代载人空间探测飞行器将很快投入使用,但这些飞行器要比航天飞机小很多,所以需要对现有机械臂技术进行适应性改进。用在美航天飞机上的首个"加拿大臂"长15米、1981年首次上天飞行,2011年美航天飞机退役前一直使用。     

麦克唐纳-德特威尔联合有限公司（MDA）获得加拿大航天局的“国际空间站”修订合同

该公司是在2009年1月6日宣布这一消息的。修订合同价值1570万加元,依据合同,MDA公司将为“国际空间站”移动维护系统提供支持,还将为加拿大机械臂-2建造备用的闩锁端操纵装置。加拿大机械臂-2于2001年发射,目前仍在空间站装配和维护方面发挥重要作用;而闩锁端操纵装置相当于加拿大机械臂-2的“手”,负责抓住有效载荷。     

伸向太空的巨臂

无论是航天飞机还是空间站，都少不了一样东西，那就是它们能伸向太空的巨臂——太空机械臂。     

加拿大的空间工业概况与空间研究现状

加拿大的国土面积仅次于原苏联，居世界第２位。人口２７００万，国民总产值等于日本的１／１０。由于比邻美国，受美国６０年代大力开展空间活动的影响，加拿大空间工业也得到迅速发展。它是世界上第一个拥有国内通信卫星的国家（１９７２年），迄今已发射了五代“兄弟”系列通信卫星。加拿大在６０年代就研制了由美国代为发射的一颗国际电离层研究科学卫星，星上观测仪器工作时间长达１９年之久。在７０年代美国开始研制重复使用的航天飞机时，加拿大承包了机上机械臂手，从１９８４年航天飞机开始飞行到１９９３年１２月２日奋进号航天飞…     

宏微空间机械臂运动控制方法综述

由于单一的机械臂不能满足日益增长的空间任务需求，为了提升机械臂的综合性能如快速响应、高精度和大负载，世界各航天大国开展了宏微机械臂的研制工作。综述了国际空间站和中国空间站上宏微机械臂的发展现状，分别从分时独立控制和协调控制两种操作模式下对宏微机械臂系统的运动控制进行了归纳总结。当宏微机械臂采用分时独立的控制模式时，可将其等效为柔性基座机械臂，并从反作用最优控制、主动阻尼控制和末端轨迹跟踪控制三方面对柔性基座机械臂的控制算法进行了分析研究，为中国空间组合机械臂的在轨操作提供了借鉴意义。最后，对空间宏微机械臂的动力学建模和运动控制进行了展望。     

一种基于模型预测控制的柔性关节空间机械臂的轨迹跟踪控制#br#

柔性关节空间机械臂在太空中的操作问题与几个因素有关,其中最重要的因素之一是关节的弹性振动.为了克服这种弹性振动带来的影响,提出了一种基于模型预测控制方法的双连杆柔性关节空间机械臂对目标跟踪的控制策略.首先,利用欧拉 拉格朗日公式进行动力学建模;然后,提出一种连续线性化模型预测控制方法,并将其应用于非线性柔性关节空间机械臂的模型中;最后,通过数值仿真来验证本文所提出方法的有效性.     

一种基于模型预测控制的柔性关节空间机械臂的轨迹跟踪控制

柔性关节空间机械臂在太空中的操作问题与几个因素有关,其中最重要的因素之一是关节的弹性振动.为了克服这种弹性振动带来的影响,提出了一种基于模型预测控制方法的双连杆柔性关节空间机械臂对目标跟踪的控制策略.首先,利用欧拉-拉格朗日公式进行动力学建模;然后,提出一种连续线性化模型预测控制方法,并将其应用于非线性柔性关节空间机械臂的模型中;最后,通过数值仿真来验证本文所提出方法的有效性.     

空间机械臂系统总体技术指标确定方法

总体技术指标的确定是空间机械臂总体设计中的关键,基于此,文章提出了一种空间机械臂总体技术指标确定方法,并进行动力学仿真研究。首先从任务目标出发,结合总体约束条件,对空间机械臂的长度、末端位姿精度、末端最大运动速度、关节驱动力矩等技术指标进行论证;然后建立系统的多体动力学模型,对常规工况和极限工况下空间机械臂的带载操作过程进行动力学仿真,以验证所确定的总体技术指标。仿真结果表明,所提出的思路和方法对于空间机械臂的设计和研制具有一定参考作用。     

日本将发射首艘“H-2转移飞行器”

1概况 “H-2转移飞行器”（HTV,又称“H-2轨道运输飞行器”）是日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）研制的一种向“国际空间站”（ISS）运送物资的新型货运飞船。它将于2009年秋季由H-2B火箭发射升空。美国奋进号和发现号航天飞机已分别于2008年3月10日和5月31日将希望号日本实验舱（JEM）的后勤舱-增压段和增压舱及机械臂送入太空,     

加拿大移动服务系统地面遥操作模式综述

针对未来我国空间站机械臂地面遥操作任务需求,分析目前国际空间站上加拿大移动服务系统（Mobile Satellite Services,MSS）地面遥操作的系统设计和安全性问题。介绍了MSS的系统构成,分析了MSS地面遥操作需求,对比分析了在轨操作和地面遥操作模式的不同,以及地面遥操作的约束条件;介绍了MSS地面遥操作过程中的任务规划、任务执行和在轨调试;总结了对我国空间站机械臂遥操作的启示,为从事空间站机械臂地面遥操作的科研人员提供一定的借鉴和参考。     

加航天员被任命为航天局局长

近日,加拿大航天员史蒂夫·麦克莱恩被任命为加拿大航天局局长。麦克莱恩1983年12月入选加首批6名航天员,为美国航天飞机用的“加拿大臂”机械臂项目做过重要贡献。他曾任国际空间站首席科学顾问和加航天员计划主任,曾参加过美国航天飞机的飞行,是加第二位进行太空行走的航天员,此前曾担任加航天局首席航天员。加有关官员称,麦克莱恩是当代英雄,颇受学术界、工业界和国际合作伙伴尊重;任命他为局长表明加政府要利用该国的航天科技使加拿大成为航天领先国家。     

国际空间站是如何建成的？——连载四

2001年航天员承担了更为繁重的太空建筑任务．为国际空间站增添了三个舱段（美国命运号实验舱、美国探索号气闸舱和俄罗斯码头号对接舱）和一只手臂（第一套遥控机械臂系统）．     

一种用于运动目标捕获的行星轮差动式欠驱动臂

为解决运动目标捕获过程中的碰撞问题,采用欠驱动自适应原理研制了具有碰撞能量吸收能力的机械臂。三自由度的机械臂由2个电机驱动:基关节由单个电机驱动;中关节和末关节由一个单输入双输出行星轮组完成动力分配。在机械臂捕获运动目标过程中,碰撞产生的部分冲击能量通过欠驱动行星轮组传递到末关节,转化为关节动能。依靠欠驱动机械系统完成对碰撞的响应,解决了控制系统因时延而无法快速对碰撞进行响应的难题。为完成对目标的抓取,基于阻抗控制提出了机械臂运动目标捕获控制算法。运动目标捕获实验验证了机械臂对碰撞的快速响应能力及运动目标捕获控制算法的可行性。      

加拿大加入美“门户”项目

<正>近日,加拿大总理特鲁多宣布,加将会同美国宇航局合作,在为期24年的时间里在"月球轨道平台-门户"这一绕月轨道上有人照料的设施以及其它航天项目上投入14亿美元,并将研制新一代"加拿大臂",用于"门户"的修理和维护。     

中国载人航天活动回顾

“十二五”期间,我国载人航天事业取得了辉煌的成果,最突出的表现是先后成功发射了天宫－1目标飞行器、神舟－8无人飞船、神舟－9和10载人飞船,使我国突破和掌握了自控和手控空间交会对接技术;把我国首位女航天员和首位太空女教师送上太空;开展了应用型飞行和在轨维修、绕飞等技术试验和一些重要的科学实验,顺利完成了载人航天工程第二步第一阶段任务。我国还按计划进行了天宫－2空间实验室、神舟－11载人飞船、天舟－1货运飞船、长征－5B和7运载火箭、大型空间机械臂等的研制,为在“十三五”期间进行的载人航天工程第二步第二阶段和第三阶段任务奠定了坚实的基础。     

空间站机械臂研究

空间极端环境下, 大多数舱外活动必须借助于机械臂. 机械臂是国际空间站的主要组成部分, 其对空间站的在轨组装、外部维修以及运行起着至关重要的作用, 同时机械臂可以减少航天员在舱外的工作时间和频率. 通过对国际空间站成员国关于机械臂研究概况的介绍, 包括航天飞机机械臂、空间站机械臂、欧洲机械臂、日本实验舱机械臂以及德国机械臂, 为中国空间机械臂的设计提供参考.      

加拿大雷达卫星

1995年11月4日,加拿大自行研制的第一颗雷达卫星由美国德尔它2号火箭送入太空,它是继俄罗斯“钻石”卫星、日本地球资源卫星和欧洲遥感卫星后的又一颗载有合成孔径雷达的新型对地观测民用卫星,必将对全球资源监测作出贡献。     

奋进号航天飞机升空

20 0 1年 4月 19日 ,载有 7名航天员的奋进号航天飞机发射入轨 ,开始了为期 11天的太空飞行。此次飞行的主要任务是为国际空间站送去加拿大研制的巨型机械臂。4月 19日是发射的好日子 ,这不仅是因为天气不错 ,而且还是世界第 1座空间站礼炮 - 1发射 30周年纪念日。奋进号航天飞机上的 7名航天员分属于 4个国家 ,其中 4名是美国人 ,另外 3名分别来自俄罗斯、意大利和加拿大 ,他们组成了迄今成员国籍最多的乘员组 ,充满了国际色彩。4月 2 1日 ,奋进号航天飞机与国际空间站对接成功。 4月 2 2日 ,航天员走出奋进号航天飞机 ,为国际空间站安装长…     

基于构形平面的冗余机械臂轨迹规划方法

针对冗余机械臂在空间轨迹规划过程中构形多样但不唯一的问题,提出了一种快速求解冗余机械臂在空间轨迹规划过程中的最优构形的方法。受机械臂关节约束和空间障碍的限制,冗余机械臂的轨迹规划是一个复杂的过程。而为了保证机械臂运动的平稳性,冗余机械臂工作构形由多个机械臂关节轴线依次连接形成的构形平面组成。从构形平面入手,利用空间几何的方法,对冗余机器人进行空间轨迹规划,通过空间矢量引导、避障路径的比较,快速找到空间优化的路径,实现多目标轨迹规划方法。该方法用于一个7自由度冗余机械臂,结果表明该技术能够快速直观解决路径规划问题,不依赖具体的机械臂工作构形,适用于更多自由度的冗余机械臂。      

“猎鹰”9火箭发射“龙”式货运飞船

<正>4月18曰,太空探索技术公司的"猎鹰"9-1.1(R)火箭在卡纳维拉尔角空军基地发射了一艘"龙"货运飞船,任务代号"龙"CRS-3。箭上还搭载了5颗微小卫星,其中一颗还将会部署104颗极微小的芯片卫星。飞船于4月20曰抵达空间站’由站上航天员操纵机械臂捕获’随后停泊到"和谐"号节点舱上。这是太空探索公司商业补给服务(CRS)项目合