空间站机器人最小振动操作动力学控制

提出两种空间站机器人最小振动操作动力学方法。一种是利用空间站灵活操作臂的运动学“自运动”快速消除空间机器人大型柔性机械臂的残余振动，同时使灵活操作臂在工作时不产生使柔性大臂变形和振动的激振力。第二种方法是利用灵活操作臂与空间站和柔性大臂之间的动力学耦合零空间运动进行空间站机器人的无振动操作。推导出空间机器人系统的动力学方程，得到了柔性大臂和灵活操作臂间的作用力与机器人运动之间的关系，基于渐进稳定的控制方法实现机器人的控制，以安装在弹性基础上的平面四自由度机器人进行了仿真验证。     

多臂协调操作自由飞行空间机器人的位置和内力混合控制

基于多臂自由飞行空间机器人多臂协调操使负载沿着期望的轨迹运动并且控制负载所受的内力为目的，在多臂自由飞行空间机器人系统协调操作的动力学方程基础上，推导了各个机械臂协调操作负载按期望轨迹运动时各个机械臂关节的驱动力矩的计算方法；给出了作用在负载的内力的定义，根据关节力矩计算方法和PID反馈控制原理，建立了多臂自由飞行空间机器人协调操作负载时的位置和内力的控制算法；讨论了所提出的控制算法的稳定性问题，得到了负载的位置误差和内力误差的约束条件。通过仿真实验证明该控制算法能够使负载的实际位姿和内力收敛到期望的轨迹和内力。     

机器人动态受力感知及零重力运动模拟技术

针对航天器在轨服务任务的地面零重力模拟需求,研究基于工业机器人的零重力运动模拟技术。建立基于BP神经网络的受力感知预测模型,该模型采用机器人末端姿态、加速度、角速度和角加速度作为输入层参数,采用机器人末端六维力传感器数据作为输出层参数,实现了对机器人末端负载的高精度动态受力感知。设计正交试验方法确定机器人的运动路径点进行样本数据采集,实现了受力感知预测模型对机器人全工作空间的覆盖。进一步,基于对机器人末端负载的受力感知数据,应用动力学理论计算负载在失重状态下的运动速度,并控制机器人执行相应的运动,实现了对机器人末端负载的零重力运动模拟。     

自由浮动空间双臂机器人抓持内力的优化控制

运用非线性规划方法，提出了一种本体位置、姿态均不受控的自由浮动空间双臂机器人的内力优化与控制策略。首先根据空间双臂机器人及负载的动力学方程，建立了抓持系统合成动力学方程，进而将机器人各手臂关节广义驱动力矩的范数作为目标函数，内力作为优化变量，采用了序列一次规划法来解决空间机器人的动态内力优化计算问题，并对双臂六自由度空间机器人进行了内力优化控制仿真实验，结果表明了该方法的有效性。     

空间站机器人，来自太空的儿童医生

孩子们对于机器人都拥有着不同寻常的喜爱。在圣诞树下和生日礼盒中，孩子们总是会得到各式各样、大小不一、充满“人性化”和“智慧”的神奇电子设备。在遥远的太空，空间站机器人技术为孩子们提供的礼物，已经不仅仅是玩具的意义。机器人技术提供了一种辅助臂，这种辅助臂为需要对儿童进行外科手术的医生提供了很大帮助。     

多智能体机器人系统的合作编队行为研究

本文建立了多智能体机器人系统合作编队的数学模型，并分析了它的特点；引入“队形向量”控制多个智能机器人能够编队包围捕获“入侵者”；提出了一个通信协调模型以解决系统的冲突和掉队问题；给出了系统的仿真结果。     

活跃在日本经济舞台上的机器人

日本由于劳动力匮乏,资源贫乏,以出口贸易为主命线.为了提高竞争能力,必须提高工业自动化程度,所以他们十分重视工业机器人的发展.这个号称“机器人王国”的国家,机器人拥有量超过美国和西欧的总和.每万名产业工人中拥有机器人的台数,     

欠驱动冗余度机器人运动优化控制

研究了具有多个被动关节的欠驱动冗余机器人的运动优化控制问题。基于滑模变结构控制方法，首先实现了被动关节位置控制；进一步利用“虚拟模型引导控制”方法实现了欠驱动冗余度机器人的连续轨迹运动优化控制；通过平面三连杆机器人臂进行了避障运动仿真，仿真结果证明了提出的方法的有效性。     

一种基于光流计算的机器人视觉与行为模型

主动环境探测与准确的行为控制近来已成为机器人领域的重点研究课题，它直接关系到机器人对环境的适应能力，以及能否根据周围环境做出及时、准确的动作规划。该研究背景是月球探测机器人的智能导航，阐述了如何建立机器人视觉与电机行为关系的视觉与行为模型。在此模型中，机器人根据运动所引起的地面图像光流场变化来计算当前机器人运动状态。在实验室环境中，该方法具有运行速度快，工作稳定等特点。这种视觉与行为模型可以用于今后的自主机器人主动目标跟踪和动态避障等实际导航项目中，具有一定的现实意义。     

NASA试验机器人登月舱

11月16日，NASA马歇尔航天飞行中心宣布，其“机器人登月舱研制项目”团队成功地对一种机器人登月舱样机进行了一系列投放试验。     

日本空间机器人研究概况

日本在积极研究空间机器人,以使未来的空间开发活动更加可靠和有效。在空间和月球上,或在其它行星上所进行的活动同地球上相比,在重力、温度和辐射条件等方面十分不同。在这些极端恶劣的环境下,使用空间机器人可以在无人飞行中准确地完成其预定的任务,或者在载人飞行中代替宇航员完成部分艰苦的工作。日本宇宙开发署正在开发两种不同的机器人。一种是“日本实验舱遥控手(JEMRMS)”,它将由空间站中日本实验舱的宇航员操纵。另外一种是固连在工程试验卫星7号上的机器人臂,它可由地面上遥控。考虑到未来空间活动所要求的各种机器人功能,日本宇宙开发署正在研究下一代空间机器人所使用的元件和系统技术。这些研究可分为三个方面: (1)在轨修理机器人     

太空世界，谁主沉浮——记别开生面的太空机器人大赛

2010年12月16日，一场别开生面的太空机器人大赛在国际空间站内拉开帷幕。来自美国多所高中的10支参赛队伍，控制着它们的“零重力机器人”在国际空间站上演了一场惊心动魄的太空争霸战。     

ETS-Ⅶ卫星的空间远程机器人实验系统

日本宇宙开发事业团（ＮＡＳＤＡ）为了获得空间机器人技术和交会对接技术，开发了工程试验卫星－Ⅶ（ＥＳＴ－Ⅶ）。在１９９７年，用Ｈ－Ⅱ火箭将ＥＴＳ－Ⅶ发射到５５０公里的地球轨道，ＥＴＳ－Ⅶ有一个长约２米的６自由度手臂，用来进行空间远程机器人实验。设计远程机器人实验系统的目的是用来减轻航天员的工作负担，并使那些非机器人专业的用户使用起来更加容易，这套实验系统由星上机器人系统和地面控制系统组成。这篇文章具     

机器人航天员——“人马”

“人马”（Centaur）是由NASA约翰逊航天中心机器人系统技术部门,与美国国防高新技术研究计划局合作设计的半人形机器人（如图）。它是机器人航天员（Robonaut）上躯干和4轮机动底部组成的。机器人航天员是人形机器人,其大小和灵活度与穿着航天服的航天员相当。机动底座能够以6km／hr的速度行驶。     

EMR系统机器人运动学分析和求解

舱外自由移动机器人是一个具有对称结构和行走能力的5自由度机器人，对于这种没有固定基座以及欠自由度的机器人，如何建立运动学关系，以便在机器人控制中简便，有效地求解关节角和关节角速度，是该系统研制中的一个关键，本文提出的方法有效地解决了这个问题，并在实际中得到了应用。     

美新型月球概念车进行沙漠测试

2007年9月中旬，美国NASA“沙漠RATS”小组在亚利桑那州的一处沙漠中测试“侦察兵”新型月球概念车。测试地点与未来要登陆的月球表面地形十分相似，以便检测月球车、遥控机器人和探月航天员的新式宇航服等样品，模拟未来航天员在月球上活动中各种设施的使用功能。航天工程专家尝试未来修建月球基地的“人机配合”活动，由航天员利用机器人和月球车进行月球基地选址勘测，铺设太阳能电池阵和电缆等。美国按照“重返月球”计划，最早将于2020年运送航天员重登月球，为探索火星和宇宙空间建立永久基地。     

未来空间机器人展望

未来空间机器人展望去年德国进行的ＲＯＴＥＸ机器人飞行实验标志着空间机器人新时代的开始。这次飞行也是２０００年前将要进行的１０多次新型机器人飞行中的首次。新一代机器人的研制增加了对空间站的总装和维护的内容，与早期的机器人系统，如海盗号、勘测者、航天飞机...     

太空“加油工”

在繁华的都市里,给汽车加油并非新鲜事,而在太空“加油”似乎不可想象．但这或许在不久后也将成为现实。NASA的机器人太空“加油”计划,在2011年9月达到了一个里程碑,国际空间站的机器人已经把太空“加油”验证模块放到它的永久位置——ExPRESS4物流平台上。如果后续试验一切顺利的话,机器人在太空“加油”就指日可待了。     

空间机器人的遥操作

本文分析了空间机器人遥操作的特点，时延对空间机器人遥操作的影响，总结了空间机器人遥操作的指令模式和控制模式，展望了空间机器人遥操作的发展前景。     

欧空局将在2020年前发射大型月球着陆器

2010年9月16日,欧空局宣布了一项计划,该计划称欧空局将在2020年之前向月球发射一个大型着陆器,着陆器载有用于研究人类永久居住地点的“漫游者”机器人,着陆器和“漫游者”机器人总重将超过640kg。这次任务聚焦月球南极,该地区阳光充足,允许以太阳为动力的着陆器和“漫游者”运行长达6个月。