美俄太空行走谁执牛耳(上)--从空间站第10长期考察组首次出舱说起

在进站3个月后．国际空间站第10长期考察组的焦立中和沙里波夫于1月26日进行了他们的首次太空行走。这次太空行走于莫斯科时间10时41分开始，16时11分结束。其间．两人成功地在俄罗斯舱段外面安装了一个德国造的机械臂和3个用于盛放各种菌类的试验用盒子．并修好了制氧机．最后顺利返回站内。     

BHTV-1货运飞船结束任务

日本首艘无人货运飞船“H-2转移飞行器”（HTV）1于10月31日离开国际空间站．飞船由空间站机械臂从停泊口上拖开。11月2日，飞船利用其推力器离轨，在太平洋上空再入地球大气层．并被烧毁。     

中国未来空间站机械臂研制进展良好

据中国航天网2012年6月13日消息，中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院近日获得空间站机械臂研制项目，并已完成《空间站机械臂分系统方案论证报告》。在未来空间站中，空间机械臂就像一个智能机器人，能够通过视觉识别和智能分析，实现对空间站的建造、维护，并可辅助航天员出舱。空间站机械臂是集机械、电子、热控、视觉、动力学等多学科于一体的高端航天装备，是未来空间机构新的发展方向，有着广阔的应用前景和很强的技术牵引与带动作用。     

故障容错机械臂运动学可靠性设计

从机械臂运动学的角度，定义了故障容错机械臂、故障容错机械臂的阶、通用故障容错机械臂、特定任务故障容错机械臂，论证了通过运动学关节冗余也同样可以提高机械臂系统的可靠性、故障容错机械臂应该具备的自由度数、以及针对不同的任务要求来设计故障容错机械臂的方法。通过将任务空间抽象简化为一系列的特征点，建立与机械臂参数向理想值接近程度相关的罚函数，选择有效的优化算法，设计出了通用一阶故障容错平面位置机械臂、通用一阶故障容错空间位置机械臂、以及特定任务一阶故障容错平面位置机械臂。建立起完整的故障容错机械臂设计方法，对航天机器人的研究具有一定价值。     

带空间机械臂的充液航天器姿态动力学研究

本文研究空间机械臂运动对充液航天器姿态的影响，讨论了利用机械臂调整充液航天器姿态问题、以及机械臂操作与航天器姿态稳定的协调问题。研究表明：影响充液航天器姿态的因素除了机械臂运动的路径，还有机械臂运动的时间、机械臂转角的变化规律、液体的粘性、质量和惯性张量等。其中机械臂运动时间的影响比较明显，而且机械臂运动得越慢对航天器姿态的影响越大。合理地选择机械臂操作时间和机械臂转角变化规律，可以实现机械臂操作     

基于MATLAB的SCARA机械臂仿真与性能评估

建立SCARA机械臂的动力学微分方程，利用基于模型的解耦方法，并使用DAMARobotics工具箱搭建了SCARA机械臂的仿真平台。在进行稳定性分析后，对该类机械臂进行轨迹规划与图形仿真。最后根据仿真结果对机械臂的性能指标进行了评估。结果表明该工具箱是快速搭建机械臂控制仿真系统和进行图形仿真的有利工具。     

空间机械臂的一种自标定方法

由于各种因素的影响，在轨机械臂的结构参数势必不同于其在地面时的结构参数。为提高机械臂作业时的定位精度，必须对其进行重新标定。提出了一种自带CCD相机的空间机械臂结构参数的自标定方法，解决了在太空中无外部测量设备参与时机械臂的标定问题，使机械臂末端操作器的精确定位成为可能。仿真结果验证了所提方法的正确性。     

俄罗斯已开始研制新一代载人飞船

2009年11月11日，俄罗斯“能源”火箭航天企业科学技术设计中心主任哈米茨宣布，俄罗斯已开始研制新一代可重复使用的载人飞船——“罗斯”号。     

俄火星96探测器发射失败

造价3亿美元的俄罗斯火星96探测器去年11月17日发射失败。这将对俄的航天项目管理、国际信誉和已经步履艰难的空间科学工作产生长期的影响，同时也使参与这一计划的各国科学家失去了一次难得的了解火星的机会。参与该计划的有法国、德国和美国等20多个国家的科学家。造成发射失     

柔性机械臂关节作动的振动抑制方法和原理性验证

空间机械臂具有柔性大、振动频率低等特点，受激后振动的持续时间长、自然衰减慢。针对空间机械臂运行完成后留存的残余振动，采用固定界面子结构方法推导出关节转动与航天器-机械臂组合体振动的动力学显式关系。从中发现了控制关节转动并使其角速度正比于组合体振动的模态坐标，便能消耗组合体的机械能，加速组合体振动衰减的力学机理。据此，设计了逻辑关系简洁的机械臂关节角速度控制律，分别通过数值仿真和试验件实测对航天器-机械臂组合体的原理性模型开展了振动抑制效果的验证。结果表明:机械臂关节作动可以显著缩短受激后组合体残余振动的持续时间。     

月球采样机械臂系统设计及试验验证

在对月球采样返回任务需求及探测器系统任务剖面进行分析的基础上，设计并研制了一种轻量化、大负载、高精度、宽采样范围月球采样机械臂系统。该系统主要由4自由度机械臂及两种不同采样形式的末端采样器组成，可对不同指定区域浅层月壤进行铲、挖、浅钻等多形式采集。在综合考虑机械臂系统器上布局的基础上，基于运动学模型对采样机械臂的可达采样区域进行仿真分析，提出采样机械臂月面采样策略。基于等尺寸着陆器模拟平台，开展了针对3种不同密实度模拟月壤的采样试验，采样试验结果表明在可达采样空间内，采样机械臂对不同密实度月壤均具有较好的适应性，最大采样深度可达30 mm，最大单次采样量可达270 g，单次采样时间小于2 min。     

多臂空间机器人的视觉伺服与协调控制

针对多臂空间机器人自主目标抓捕任务，首先建立多臂空间机器人的运动模型和其与目标的相对运动模型，采用Kane方法建立多臂空间机器人的动力学模型；其次，研究基于视觉伺服的机械臂在线轨迹规划算法，并引入零反作用机动，消除机械臂运动对平台姿态的扰动；再次，在不使用零反作用机动功能时，分别使用基于角动量前馈补偿的协调控制算法和逆动力学方法设计了协调控制器，在机械臂运动时保持平台姿态和相对目标的位置。最后，开发了基于Matlab的仿真软件MASS（多臂空间机器人仿真），仿真结果校验了上述方法的有效性。     

参数不确定空间机械臂系统的自适应鲁棒性联合控制

本文讨论载体位置与姿态均不受控制的自由浮动空间机械臂系统的控制问题，基于增广变量法，提出当机械臂与载荷参数不确定时自由浮动空间机械臂追踪惯性空间期望轨迹的自适应棒性联合控制方法。通过仿真运算，证实了方法的有效性。     

俄罗斯2005年民用航天预算特点

俄罗斯总统普京于2004年12月23日签署了《俄罗斯2005年预算》。俄罗斯政府在2004年8月提出了用于民用航天计划的航天活动预算，国家杜马分别于去年9月29日、10月20日、11月24日和12月8日讨论了4次，经联邦会议研究后，预算提案于12月10日获得通过。     

俄罗斯航天工业产量2009年增长18%

据俄新社2009年11月30日报道，俄罗斯总理普京在相关国防工业发展会议上说，虽然全球经济危机带来困难，但俄罗斯对于航天工业的投资仍将继续，而且保持充足。普京预计俄罗斯航天工业的产量在2009年将增长约18％，而整个国防工业的产量最多将增长3．8％。     

美应邀参加“火星-500”实验

11月4日，美国航天生物医学研究所（National Space Biomedical Research Institute，NSBRI）专家乔纳森·克拉克博士与中国航天员中心同行进行技术交流时表示，俄罗斯方面已经正式邀请美国参加俄罗斯2010年组织实施的“火星-500”实验。     

空间6R机械臂圆弧轨迹规划及仿真

为控制6R机械臂跟踪圆弧轨迹或有效避开障碍物，基于机器人圆弧轨迹规划方法，对在笛卡尔空间的圆弧运动轨迹规划进行了研究，采用位置插补和姿态插补，使机械臂末端严格按圆弧路径行走，并对末端轨迹和各关节的轨迹进行了仿真。结果表明：机械臂末端运动轨迹平滑，各关节角度变化平缓，运动稳定。     

机械臂运动学建模及解算方法综述

以串联结构的机械臂为主要研究对象，首先调研了国内外机械臂正逆运动学建模及求解的主流方法，从数学工具、模型建立、求解手段等三个方面分析上述方法的基本原理，分析其优缺点。接着介绍了工程应用中解决机械臂运动学建模及求解问题所用的软件库，得到了不同软件库的精度和计算效率。最后提出了机械臂运动学建模及求解中存在的重要科学问题。通过总结上述方法，为研究人员在该领域内的理论研究及工程实现提供解决思路。     

空间机械臂在轨维护任务规划与验证研究

随着我国空间站建设和载人航天计划的进一步实施，航天员舱外活动将成为实现复杂空间操作的重要任务。为了确保航天员在轨维护空间机械臂的任务规划切实可行与工作效率，需要将航天员在轨维护流程、工具装置操作过程进行仿真分析与地面试验验证。航天员在轨维护空间机械臂的任务是系统性工程，涉及维修流程设计、备件转移、航天员操作空间分析和操作能力分析等多方面内容。以航天员舱外维护空间机械臂为背景，建立空间站运营中航天员在轨维护机械臂的任务规划与验证系统，验证航天员可达性及维修过程可操作性分析，评估航天员在轨维护梦天舱机械臂任务设计的合理性，为后续开展航天员舱外活动训练与实施提供理论依据。     

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）．