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     

GZ—1装配机器人的研制

为了降低劳动强度,研制了CZ-1装配机器人.介绍了装配机器人的结构特点和性能指标,给出了计算机控制的基本框图和伺服驱动的基本参数.CZ-1装配机器人的性能实测结果为:重复精度达0.017mm,最大速度2.5m/s以上.它适合于较精密的装配.     

空间机器人发展现状与思考

介绍了空间机器人的基本概念、特点和发展历程,在简述我国空间机器人技术发展现状的基础上,重点介绍了我国空间站机械臂、嫦娥三号巡视器和嫦娥五号采样机械臂等空间机器人的研制情况。结合我国空间机器人型号研制和技术研发的经验和教训,对我国空间机器人未来发展应关注的一些问题提出了建议。     

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。     

航天器动力学发展概况

分析了现代航天器动力学的复杂性，将现代航天器动力学的发展概括为以下几个方面：１）局部动力学的研究受到重视；２）部件级子系统动力学研究的深入；３）耦合动力学研究进入非线性阶段；４）整体航天器动力学模型精化与一体化仿真；５）航天器与航天器之间相对运动动力学研究方兴未艾等。文章对这几个方面分别作了简单评述或讨论。     

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。     

空间机器人多传感器信息融合

本文讨论了空间机器人的特点和多传感器信息融合技术的必要性.总结了相关的关键技术,包括信息的表示和融合方法,传感器的布置,启用传感器的策略和执行融合过程主计算机体系结构.最后给出了一个智能装配机器人多传感器信息融合实例.     

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。     

空间交会对接技术的发展

一、概述 1966年3月16日,美国双子星座8号飞船与阿金纳火箭实现了世界上首次在宇航员参与下的手控空间交会对接。不载人航天器最早进行自动交会对接的例子是在1967年10月30日,由前苏联发射的宇宙186号和188号两个航天器实现的。至今,全世界已成功地进行了180多次交会对接,都是在美国和前苏联两个国家进行的,其中前苏联航天器完成了130多次。