双臂空间机器人闭链系统的协同柔顺控制策略研究

双臂空间机器人对目标的协同操作具有负载能力大、定位精度高的特点,同时存在着闭链运动和控制力约束条件.本文以双臂六自由度空间机器人为研究对象,针对同一目标的搬运操作任务,建立了闭链系统的动力学模型.基于机器人和目标的虚切断铰接结构,以操作臂为刚性运动,协作臂为柔性运动的操作模式,分别设计了关节跟踪控制律和柔顺阻尼控制律.基于实例进行了运动仿真,验证了双臂协同控制算法的有效性.     

空间冗余度机器人混沌自运动研究

建立了空间自由飘浮冗余度机器人的模型和运动学方程,分析了其Jacobian矩阵,得出相应的运动学逆解,通过仿真验证了空间自由飘浮冗余度机器人自运动中存在混沌运动,利用混沌分析的直接观察法、时间历程法、相图法和poincare映射法,对一个空间3R刚性冗余度机器人,采用PD控制器控制其末端执行器重复跟踪工作空间内一平面路径时连杆的自运动进行了研究.结果表明,该机器人的自运动存在混沌运动.     

光学遥感卫星杂散光扫描测试系统测控设计

文章介绍了一种光学遥感卫星杂散光扫描测试系统,用于发射前整星条件下对光学载荷杂散光抑制能力的模拟、分析及验证测试。根据卫星的杂散光测试特点,对杂散光扫描测试系统进行了安全性、有序性、有效性、准确性、重现性、完整性和通信控制等测控设计,并推导了光束扫描子系统的控制方程。对杂散光扫描系统的控制准确性进行检测,结果表明:光束扫描位置精度优于10 mm,方位角精度优于0.2°,俯仰角精度优于0.1°。     

自由漂浮空间机器人多约束混合整数预测控制

针对空间机器人完成任务时需要躲避障碍物的问题,提出一种自由漂浮空间机器人的混合整数预测控制方法。首先,在模型预测控制方法框架下,机械臂关节的物理限制,躲避障碍物的要求被统一描述为最优控制问题下的不等式约束,可以得到自由漂浮空间机器人具有线性二次规划形式的最优控制律。其次,基于命题逻辑建立控制问题中各约束的优先级,保证在最大程度地满足约束的情形下得到控制问题的解,有效弥补了模型预测控制方法用于空间机器人控制时,多约束可能导致最优控制问题不可行的不足。最后,仿真结果校验了所设计控制律的有效性。     

模块化可重构空间系统研究

模块化可重构空间系统由多个外形尺寸相同的模块组成,具有组织方式灵活、维修操作方便、适应性强等优点,可有效提高空间系统的可维修性,降低空间系统建设成本,满足空间应用的多任务需求。文章对国外模块化可重构空间系统的发展情况进行了介绍,如日本可重构空间系统(RSS)、应用超级机器人(SuperBot)和应用卫星模块(Satlet)的美国模块化可重构空间系统。针对我国模块化可重构空间系统的发展,建议首先发展模块化异构系统,采用分布式与集中式相结合的控制方法。     

NASA与国际航天机构共同探讨开展人类与机器人太空探索的合作

据澳大利亚每日航天网站2010年6月29日报道,NASA高级管理人员在6月23日与其它航天机构的代表共同商讨了开展人类与机器人太空探索领域的全球合作。与会者包括了来自意大利航天局、法国国家空间研究中心、中国国家航天局、加拿大航天局、德国宇航中心、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发机构、     

空间黏附足式爬行机器人的稳定性判据及蠕动步态

面向空间在轨服务任务中的黏附足式爬行机器人应用需求,提出一种通过足端和腹部黏附实现爬行的机器人构型,分析了空间黏附足式爬行机器人的稳定性原理,推导了一种以机器人黏附和脱附力矩平衡为稳定条件的空间黏附足式爬行机器人稳定性判据。在此基础上,分析得出空间黏附足式爬行机器人3+1步态的不稳定性,并规划了一种适用于黏附足式爬行机器人在空间微重力环境下的稳定行走步态,即蠕动步态。最后,通过仿真验证了所提出的空间黏附足式爬行机器人稳定性判据及所规划蠕动步态的有效性。     

奋进号执行空间站任务

奋进号航天飞机3月11日在肯尼迪航天中心发射升空,执行国际空间站建设任务。机上乘有7名宇航员,包括日本宇航员土井隆雄和站上长期考察组新成员赖斯曼（接替原在站上工作的埃亚尔茨）。此次飞行代号STS-123,历时16天,是航天飞机最长的一次国际空间站飞行任务。3月12日,奋进号与空间站对接。对接后,宇航员们完成了5次太空行走,安装了日本“希望”实验舱的第一部分和加拿大航天局“巧手”双臂机器人系统,并开展了一系列科学实验和其它活动,     

纤维铺放设备机械手臂末端运动轨迹的后置处理技术研究

在已知被铺放芯模和芯模铺放纤维轨迹的基础上,对数控铺放设备的后置处理算法 进行了研究。通过铺放设备运动过程的分析,将这种冗余度机器人的七个关节分两个部分处 理：主轴关节部分和机械手臂部分。运用机器人学相关原理建立杆件坐标系,通过机器人运 动学的正解和逆解,得到了机械手臂六关节变量的解。提出利用投影向量法判断铺放螺旋轨 迹方向。同时为了实现铺放过程的运动仿真,系统阐述了铺放轨迹的前期处理方法。分析了 铺放头角度参数和位置参数的关系及铺放头角度参数的合理范围。最后通过铺放运动过程仿 真,证明了所提出的后置处理算法和轨迹数据前期处理方法的正确性。     

对加拿大SPAR宇航公司的技术考查

本文介绍了加拿大SPAR宇航公司目前在研的几个卫星,北美移动通信卫星(MSAT),地球遥感卫星(Radarsat)和空间机器人的概况及一些关键技术。其中:(1)重点介绍了MSAT的主要性能参数及功能,有效载荷的配置、特点和性能参数;对MSAT的几项关键技术,如高功率有效载荷的系统设计,无源交调(PIM)及微放电的控制与试验方法和设备,高功效有效载荷的热设计,大型天线(φ5m×6m)的展开机构等进行了较详细的专题介绍。(2)介绍了C频段遥感卫星(Radarsat)的性能参数,工作方式,并专题介绍了合成孔径雷达(SAR)中的1.5m×15m的超大型天线结构型式,展开方法及精度检测。(3)航天飞机上的机械手是SPAR的产品,而SPAR又在国际合作的空间站项目中承担了可移动机械人的研制,并取得了一定的进展,本文也进行了介绍。