具有死区特性的空间机器人基于干扰观测器的L2反步控制

研究了载体位置及姿态均不受控时空间机器人在惯性空间中的轨迹跟踪问题.考虑到系统存在参数不确定及死区特性等情况,提出了一种基于干扰观测器的L₂反步控制方案.结合拉格朗日方程和系统Jacobi关系矩阵建立系统的动力学模型.利用干扰观测器对系统建模误差进行观测补偿,并通过L₂干扰抑制法对观测误差进行消除,同时采用死区模糊补偿器对系统死区特性造成的影响进行补偿.该控制方案不需要预知准确的惯性参数,不用对惯性参数进行线性化处理,并且不要求估计系统不确定项和死区参数的上界,从而简化了系统的控制.数值仿真证明了该控制方案的有效性.      

控制力矩陀螺驱动空间机器人的角动量平衡控制

针对V构型控制力矩陀螺(CMGs)驱动的冗余空间机器人的CMGs角动量饱和问题,提出一种角动量平衡控制方法。该方法从平衡使用机械臂各臂杆CMGs角动量的思想出发,定义了角动量平衡指标,并使用加速度分解技术和逆动力学方法设计了角动量平衡控制器。该控制器可在保证机械臂跟踪工作空间轨迹的同时,利用机械臂的空转运动使得角动量平衡指标尽量减小,即各臂CMGs的角动量使用趋于平均,从而降低某些臂杆的CMGs先行饱和的可能性,充分利用CMGs的控制能力。基于平面三自由度冗余机械臂的数值仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。     

机器人在卫星舱板装配中的应用研究

因卫星部分外舱板上需要安装有效载荷,而载荷与卫星主结构之间有多束电缆连接。舱板的安装通常需要使用翻转工装,为了保证舱板的安装精度,在装配过程中要求多名装配工人相互配合才能完成。文章对目前卫星舱板装配过程进行了分析,结合舱板安装实际,提出了机器人辅助自动化装配、半自动化装配方案及其运动路径基本算法。方案的实现有助于推动卫星自动化装配的进程,并提高装配工作效率。     

月球机器人操作动力学分析及工作补偿研究

在对月球机器人操作动力学进行建模和分析的基础上,论证了月球机器人 在复杂的月面环境进行各种样本采集工作时,车体会因为月球的微重力环境及松软的月壤而 出现滑移现象。提出了以速度作为补偿判断标准的方法。通过仿真分析,论证了月球机 器人工作补偿的必要性;同时,基于月面多变而未知的复杂环境,验证了不同参数对仿真结 果的影响,进一步确认了对月球机器人进行工作补偿的必要性。
     

勇气号被改为静止科研平台

<正>在对火星进行了6年前所未有的探测后,NASA的勇气号火星探测漫游车将不再是一台能四处移动的机器人。在过去几个月里,NASA一直试图解救这辆深陷在火星一片沙地里的漫游车,但没能成功。1月26日,NASA宣布将这个曾经的漫游式科学探测器改为一个静止科研平台。     

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。     

基于虚拟现实的空间机器人遥操作在维护作业中的应用

研究了变时延遥操作环境下的预测仿真技术、基于虚拟现实的机器人遥操作系统组成、遥操作系统的自主学习技术和虚拟操作环境建模技术。开发了基于虚拟现实的机器人遥操作演示系统和自学习功能。实现了基于虚拟现实的临场感遥操作,在5～8s模拟时延条件下完成了推开故障太阳翼,擦拭受污染的镜头和拉动调整出现故障的卫星天线等作业。     

微创外科机器人灵活工作空间分析

微创手术给外科机器人提出了较高的灵活性要求,但是机器人很难具有完全灵 活的工作空间.首先提出象限分割的方法,即把手术工作空间分割为8个象限,确定微创外 科机器人所需灵活工作空间只需要为手术工作空间的1/8.然后,给出微创外科机器人灵活 工作空间与工作空间之间的解析关系, 从而确定机器人的运动学参数.在此基础上,对自行 设计的微创外科机器人结构进行了运动学参数优化设计.这种方法有效降低了微创外科机器 人的灵活性要求,解决了机器人结构尺寸与灵活性之间的矛盾.      

一种新的可实现完全透明传输的遥控机器人控制系统

文章提出了一种新型的遥控机器人控制系统，仅需采用三通道信息便可实现完全透明的力和位置传输．分析了该遥控机器人的力和位置完全透明特性。