检索结果-内蒙古大学图书馆

航天器工程 2021年第4期30卷 1-7页

作者：张红军周东李珂张沛韦涌泉于萌萌北京空间飞行器总体设计部北京100094

针对月表采样过程复杂且要求地球站的遥操作复杂,导致误操作风险高的问题,提出了一种基于模型的采样器智能自主运动控制方法,建立了采样器运动控制的逻辑模型和参数模型,将采样器运动控制流程分解为运动部件的多个动作,通过部件动作的... 详细信息

针对月表采样过程复杂且要求地球站的遥操作复杂,导致误操作风险高的问题,提出了一种基于模型的采样器智能自主运动控制方法,建立了采样器运动控制的逻辑模型和参数模型,将采样器运动控制流程分解为运动部件的多个动作,通过部件动作的有机组合以及参数的灵活配置,实现了复杂运动过程的简化操作,提升了地球站遥操作指令的效能以及采样器的自主运动能力。经试验验证,结果表明:采样器智能自主运动控制方法将地球站遥操作指令的效能提升4~10倍,可有效支持采样器在月表强时效性约束的环境中完成采样任务。

关键词：月表采样器智能自主运动控制方法运动控制软件

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机器人化月表采样器智能控制系统的研究

机器人化月表采样器智能控制系统的研究

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作者：解淇中国科学院研究生院

学位级别：硕士

21世纪伊始，月球探测进入了又一个活跃期，各航天大国开始了以重返月球为目标的新的探月行动，已经发射的多个月球探测器，外星球采样要面临地球上一般不会遇到的两个问题。第一个是对自动化水平的要求，另一个是对钻机作业环境的要求... 详细信息

21世纪伊始，月球探测进入了又一个活跃期，各航天大国开始了以重返月球为目标的新的探月行动，已经发射的多个月球探测器，外星球采样要面临地球上一般不会遇到的两个问题。第一个是对自动化水平的要求，另一个是对钻机作业环境的要求。\n 月表采样器的自动化技术不同于石油钻井中采用的自动化技术。在石油钻井中，钻机自动化只是用来让操作员能够从危险的现场环境中脱离出来，当操作时面对大多数的情境时，还是由人来做出决策。对于月表自动化来说，通讯的延迟使得在钻机面对状况时，由人来迅速做出做决策是不可能，也就是说，它不能够通过远程控制来实现实时钻取。大部分情况下采样器必须能够完全自主处理它在外太空所遇到的各种情形。\n 研究月球采样器控制系统的目的就是为了能够让采样器自动的采集月壤及月岩样品，通过对月球土壤和岩石的研究，从而获取大量科学数据和信息供科学家研究，增进人类对月球的认识，为人类登上月球作好前期工作。\n 基于中国科学院沈阳自动化研究所研制的月表采样器原理样机平台，本文搭建了该月表采样器的控制系统，该控制系统采用基于CAN总线的分布式体系结构设计，主控制器选用基于ARM核的S3C2440处理器，用于机器人整体任务规划及调度。从控制器选用富士通单片机，专注于每个执行机构的运动控制。\n 为确定月表采样器钻进作业时的有效钻进参数，评价其钻进性能，本文对月表采样器螺旋钻机的钻进参数进行分析并确立其控制模型。\n 月面表层的月壤性质具有一定的不确定性的，月表采样器进行钻进采样时，极有可能遇到一些类似地面上常见的卡钻事故，如遇到大直径的岩石等，所以本文基于BP神经网络构建了月表采样器钻机的卡钻事故诊断算法，实现了对卡钻事故的报警预测及故障恢复，目前该月表采样器的智能化水平按照国际采样器智能化程度的评估已达到A2级别。

关键词：月表采样器故障诊断神经网络智能控制系统机器人

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机器人化月表采样器控制系统的研究

机器人化月表采样器控制系统的研究

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作者：胡志美中国科学院研究生院

学位级别：硕士

月球是离地球最近的天体,探索月球是人类认识太空的第一步。相比地球,月球环境非常恶劣,人类无法长时间在月球上进行各种考察活动,将月球探测车送上月球,通过其采集月表的岩石、土壤样品以获得月球的各种详细信息,是了解月球环境最直接... 详细信息

月球是离地球最近的天体,探索月球是人类认识太空的第一步。相比地球,月球环境非常恶劣,人类无法长时间在月球上进行各种考察活动,将月球探测车送上月球,通过其采集月表的岩石、土壤样品以获得月球的各种详细信息,是了解月球环境最直接的手段之一。\n 20世纪60年代以来,月球的科学研究进入蓬勃发展时期,发射了大量月球卫星,尤其是6次载人登月、3次不载人登月以及最近的几次月球探测活动,积累了大量的月球数据,大大加深了人类对月球的认识。然而,到目前为止,月球的探测还主要集中在月球的正面,月球纵向剖面的采样和研究还无法进行。因此,月球的研究尚有许多重大的基础科学问题留待我们继续探索和研究。\n 本文叙述了星空探测钻机的研究和发展现状,指出了现有的钻机发展的智能化水平。提出了一种用于月壤采集的多功能机器人化月表采样器。该采样器系统由仿生蚌式复合铲和转塔式钻机两大部分组成,仿生蚌式复合铲具有多种采样形式,转塔式钻机解决了空间受限的情况下采集深层样品的问题。机器人化月表采样器采用了基于CAN总线的分布式控制系统。本文在论述了机器人控制系统的硬件平台构建后,给出了基于此硬件平台的软件实现。\n 本文详细论述了采样器的两个主要工作部件的采样原理,分别对转塔式转机的工作原理以及仿生蚌式复合铲的工作受力情况进行了分析。根据分析的结果合理地采用控制方式,进行了样机采样实验。实验结果表明,转塔式钻机能够在低速的情况下,平稳运行并获取深层样本；而仿生蚌式复合铲能够实现表层样本的采集以及实现岩石的夹取采样。采样实验验证了控制系统的基本功能及其有效性。采样器基于该控制系统能够完成深层样本以及表层样本的采样工作,在遇到障碍的时候,控制系统能够及时地做出反应。最后,本文对机器人化月表采样器控制系统的发展和后继研究工作进行了展望。

关键词：机器人月表采样器控制系统

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机器人化月表采样器的研究

机器人化月表采样器的研究

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作者：左志坚中国科学院沈阳自动化研究所

学位级别：硕士

月球是离地球最近的行星，了解开发月球是人类认识太空的第一步。月壤是月球的重要组成部分，也是人类认识月球的基本切入点，现在许多国家都在开展无人探月活动，因此设计一种无人操作的能够适应月表环境的机器人化月表采样器将是认识... 详细信息

月球是离地球最近的行星，了解开发月球是人类认识太空的第一步。月壤是月球的重要组成部分，也是人类认识月球的基本切入点，现在许多国家都在开展无人探月活动，因此设计一种无人操作的能够适应月表环境的机器人化月表采样器将是认识月球地质状况的关键。\n 应用于月表探测的机器人化月表采样器在作业时往往面对极为复杂的苛刻的月表环境。传统的采样器受其自身的机械结构限制，一般不能够适应这么苛刻的月表环境，或者是不能达到预定的采样目标。具有多种采样形式的月表采样器的出现，解决了这一问题。国外自50年代开始研究机器人化行星采样器，并且已经研制出了许多样机。目前已有的行星采样器存在着只具有单种采样形式，或者受着陆舱体积的限制不能够进行深层采样等不足，因此都不能满足探月活动中要求越来越高的月表样品采集活动。\n 本文叙述了行星采样器的研究和发展现状，并设计了一种用于月表探测时进行月壤采集的多功能机器人化月表采样器。该采样器具有三种针对不同月表样品的采样形式：夹取、铲取和钻取，根据采样的对象的不同能够自动改变采样方式，整个机械系统由仿生蚌式铲和转塔式钻机两大部分组成，仿生蚌式铲具有多种采样形式，转塔式钻机解决了空间受限的情况下采集深层样品的问题，整个系统具有六个运动副。机器人化月表采样器采用了基于CAN总线的集中式控制系统。\n 本文在详细介绍机器人化月表采样器机械系统设计的基础上，对机器人化月表采样器对月壤的采样过程进行了数学建模，以便于将来对采样器的可靠性进行改进，并且减少设计费用和提高了终端产品的性能。通过采样实验验证了机器人化月表采样器机械结构确实满足预期采样目的。最后，本文对机器人化月表采样器的发展和后续研究工作进行了展望。

关键词：机器人月表采样器机械结构转塔式钻机仿生蚌式铲月球车 CAN总线

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