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     

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,     

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...     

空间3R机器人工作空间分析

由于存在动力学耦合,空间机器人工作空间的分析比地面机器人复杂得多,以往的研究仅针对平面运动的情况,本文探讨了三维工作空间的分析方法。首先根据基座的不同控制策略,推导了基座位姿固定、自由飞行及自由漂浮三种模式的运动学方程,然后分析相应的工作空间。基座位姿固定时,采用几何分析法;基座自由飞行时,借助虚拟机械臂分析其受限工作空间;而对于自由漂浮模式,结合角动量守恒方程,提出了计算路径相关工作空间和路径无关工作空间的数值算法。文中以3R机器人为例进行实际计算,比较了各种工作空间的特点。最后讨论了动力学奇异回避方法,并提出减小其影响的建议。     

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。     

任务空间内空间机器人的复合自适应控制

对于本体姿态受控而位置不受控的空间机器人系统 ,考虑存在参数不确定性 ,本文在任务空间内提出了一种复合自适应控制方法 ,证明了这种自适应方法不但可以保证末端执行器任务空间内位置轨迹跟踪误差的渐近收敛 ,而且还可保证关节空间内角速率偏差及估计误差的渐近收敛。仿真结果验证了算法的有效性     

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     

空间机器人的智能控制器设计

自由漂浮空间机器人动力学方程不能被参数线性化并且存在模型不确定性，使得基于数学模型的控制问题变得十分复杂。本文研究了自由漂浮空间机器人的智能控制方法，提出了一个鲁棒的模糊神经网络控制器。首先利用模糊神经网络控制器来逼近理想控制器，然后利用鲁棒控制器对逼近误差进行估计和抑制。根据Lyapunov函数建立的新的网络学习算法保证了系统的稳定性。最后利用该控制器对平面二连杆空间机器人进行了研究。仿真结果表明该智能控制方案是有效的。     

基于蒙特卡洛法的空间机器人工作空间计算

工作空间是衡量机器人工作能力的一个重要运动学指标。由于存在动力学耦合,空间机器人工作空间分析比地面机器人复杂得多。文章采用数值方法,即蒙特卡洛法分析空间机器人的工作空间。首先,采用虚拟机械臂（VM）建模方法建立空间机器人位置级运动学模型,并推导出了基座位姿固定、自由飞行、自由漂浮三种模式下的位置级运动学方程;然后,提出...     

日本空间力量建设现状和发展研究

日本空间力量长期以来藏军于民,但却拥有宏大的工业基础和雄厚的技术支撑,空间“动员能力”很强.重点对日本空间力量部署和作战能力进行了研究,对空间力量发展规律提出看法,为应对日本国家安全战略转变提供了参考.     

基于虚拟现实的空间机器人共享控制系统及其仿真

研究了一种基于虚拟现实的空间机器人共享控制系统及其仿真。首先提出了一种增强型虚拟现实仿真系统方案，并建立了空间机器人仿真的虚拟环境。其次开发了基于此虚拟环境的自主与遥控相结合的共享控制系统，最后进行了计算机仿真研究。     

日本扩大空间科学探测范围

日本扩大空间科学探测范围在国际空间站计划越来越不确定的情况下，日本正依靠新的运载器计划来增强其航天发射能力。这些运载器计划在日本航天预算中占有很大的份额。在今后几年里，日本实验舱的开发工作将受到Ｈ－２火箭加大和希望号航天飞机研制计划的影响。从某种程度...     

空间机器人手爪重复精度测试

为了验证研制的新型空间机器人手爪是否满足技术要求,需要对抓握精度进行标定。一般的方法测量手爪的抓握精度存在精度低、干扰大以及方法复杂等问题。利用三坐标机测量手爪及把手几何外形,建立合适的基准坐标系和测量坐标系,进而测量每次把手坐标系相对基准坐标系的位姿状态,得到手爪的重复精度。