检索结果-内蒙古大学图书馆

上海航天（中英文） 2023年第5期40卷 65-70页

作者：朱超孔旭曾磊胡成威王友渔张文明空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094

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... 详细信息

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。

关键词：空间站在轨维护舱外活动航天员空间机械臂

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空间机械臂地面无应力装配方法研究

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载人航天 2022年第6期28卷 733-741页

作者：曾磊陈明孙康金俨朱超张昕蕊刘宾熊明华空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094

空间机械臂在轨工作处于失重状态,各活动关节之间不能因地面装配造成附加力/力矩。为了使地面试验状态与在轨工作状态一致,提出了一种地面无应力装配系统,利用气足悬浮+悬吊的方式实现了产品的柔性装配;在装配过程中通过监视工装上的力... 详细信息

空间机械臂在轨工作处于失重状态,各活动关节之间不能因地面装配造成附加力/力矩。为了使地面试验状态与在轨工作状态一致,提出了一种地面无应力装配系统,利用气足悬浮+悬吊的方式实现了产品的柔性装配;在装配过程中通过监视工装上的力传感器受力,结合产品位姿精测结果,按照力控制为主、位置控制为辅的原则进行产品位姿调整,完成了空间机械臂无应力装配。空间机械臂地面试验和在轨验证表明了此无应力装配方法的有效性。

关键词：空间机械臂无应力装配气浮悬吊

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我国空间站机械臂系统关键技术发展

引用

航天器工程 2022年第6期31卷 147-155页

作者：王友渔胡成威唐自新高升熊明华王耀兵梁常春李德伦张文明陈磊曾磊朱超刘鑫北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

空间站机械臂是我国首个自主研制的用于载人航天工程应用的空间机器人系统,在空间站系统中承担大型舱段转位与辅助对接、来访飞行器悬停捕获、支持航天员出舱EVA、舱外状态巡检及舱外载荷拆装维护等重要任务,它涉及机、电、热、光、控... 详细信息

空间站机械臂是我国首个自主研制的用于载人航天工程应用的空间机器人系统,在空间站系统中承担大型舱段转位与辅助对接、来访飞行器悬停捕获、支持航天员出舱EVA、舱外状态巡检及舱外载荷拆装维护等重要任务,它涉及机、电、热、光、控等多学科技术耦合,涉及多项未解决的关键技术。文章介绍了我国空间站机械臂系统总体技术方案,并阐述了空间站机械臂研制过程中涉及的多项关键技术发展以及该机械臂在轨性能评估情况。

关键词：空间站机械臂空间机器人关键技术

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空间站机械臂末端执行器抓取试验技术研究

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载人航天 2022年第6期28卷 726-732页

作者：张文明杨旭赵志军胡成威曾磊北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

末端执行器安装在空间站机械臂的首尾,是机械臂执行空间任务的核心产品。针对地面难以模拟空间零重力下机械臂末端抓取目标过程的问题,通过对空间抓取机构地面验证系统研究,结合中国空间站机械臂末端执行器地面验证需求,提出了半物理试... 详细信息

末端执行器安装在空间站机械臂的首尾,是机械臂执行空间任务的核心产品。针对地面难以模拟空间零重力下机械臂末端抓取目标过程的问题,通过对空间抓取机构地面验证系统研究,结合中国空间站机械臂末端执行器地面验证需求,提出了半物理试验验证方案,研制了一套基于Steward并联机构的六自由度半物理验证试验系统。完成了末端执行器捕获容差、抓取质量等性能指标的验证,实现了多工况、复杂边界、大负载、大容差等条件下空间机械臂末端抓取功能性能的地面验证。测试结果显示:末端执行器捕获位置容差不小于100 mm,姿态容差不小于10°,抓取目标质量不小于25 t。结果表明末端执行器捕获容差、抓取目标质量等指标均满足要求,并通过了在轨飞行验证。

关键词：机械臂末端执行器半物理试验抓取试验

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空间机械臂维修性系统设计与评价体系的构建

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航空学报 2021年第1期42卷 237-245页

作者：朱超孔旭胡成威唐自新李德伦王友渔王康北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

空间机械臂维修性系统设计与评价体系的构建对机械臂维修具有非常重要的意义。结合空间机械臂维修性需求,建立了机械臂“设计-验证-设计-评价”全周期系统性的维修性设计与评价体系,根据维修性系统设计体系进行维修性设计-验证-再设计... 详细信息

空间机械臂维修性系统设计与评价体系的构建对机械臂维修具有非常重要的意义。结合空间机械臂维修性需求,建立了机械臂“设计-验证-设计-评价”全周期系统性的维修性设计与评价体系,根据维修性系统设计体系进行维修性设计-验证-再设计的循环管理,再根据维修性评价体系,三类评价人员模拟在轨维修操作场景分别开展维修评价,最终根据评价指标中的不合格项进行设计迭代。以机械臂中央控制器在轨维修为例验证该评价体系。研究结果将为后续空间机械臂维修性设计与评价工作提供体系借鉴和工程指导。

关键词：空间机械臂航天员维修性设计舱外活动人机工效

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星球车锥齿轮式差速机构低温传动适应性设计

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航天器工程 2022年第4期31卷 39-45页

作者：赵志军林云成袁宝峰北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

针对星球车锥齿轮式差速机构在高低温差大的星球表面工作时低温易卡滞难题,对锥齿轮式差速机构低温传动适应性进行设计,建立基于温度的传动回差估算数学模型,并对锥齿轮式差速机构传动回差与传动轴设计参数之间的数学关系进行研究。研... 详细信息

针对星球车锥齿轮式差速机构在高低温差大的星球表面工作时低温易卡滞难题,对锥齿轮式差速机构低温传动适应性进行设计,建立基于温度的传动回差估算数学模型,并对锥齿轮式差速机构传动回差与传动轴设计参数之间的数学关系进行研究。研制祝融号火星车差速机构工程样机,通过试验测试与理论分析对比的方法对传动回差估算数学模型的正确性进行验证。同时,对利用回差估算数学模型确定的差速机构回差低温传动适应性进行试验测试,结果表明:该差速机构低温传动平稳无卡滞,启动力矩与常温时接近,低温传动适应性良好。

关键词：星球车差速机构低温传动适应性祝融号火星车

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小型星表探测机器人发展现状与趋势

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航空学报 2021年第1期42卷 110-125页

作者：辛鹏飞李德伦刘鑫张沛陈磊刘宾北京空间飞行器总体设计部北京100094 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

针对深空探测中(尤其是月球、火星和小行星探测)大型着陆探测器对小型移动机器人作为重要科学载荷的需求,综述了国内外小型星表探测机器人领域的发展现状,着重介绍了面向月球探测、火星探测和小行星探测的代表性小型机器人的任务需求、... 详细信息

针对深空探测中(尤其是月球、火星和小行星探测)大型着陆探测器对小型移动机器人作为重要科学载荷的需求,综述了国内外小型星表探测机器人领域的发展现状,着重介绍了面向月球探测、火星探测和小行星探测的代表性小型机器人的任务需求、基本构型和样机测试情况。在系统总结小型星表探测机器人关键技术及发展趋势的基础上,提出了未来中国在该领域发展、完善的建议。分析表明:月球探测的高研究价值区域多位于崎岖地形中,体积小、运动性能强的轮式、足式机器人受到广泛关注,日本、英国、瑞士等国家已提出多种小型机器人概念,并研发原理样机进行测试试验;针对火星等存在稀薄大气层的星体探测,定位于配置组件的旋翼式无人机已成为国内外关注和研制的重点之一,同时面向特殊极端地形探测的小型轮式、翻滚式机器人也进入到原理样机测试阶段,美国在这些领域均保持突出优势;针对小行星等小质量、弱引力天体探测,小型翻滚式机器人成为其着陆探测的主流,美国开展了原理样机设计与试验,日本通过“隼鸟2号”任务已成功实现在轨应用。

关键词：深空探测星表探测极端地形智能机器人越障能力翻滚运动

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一种空间机器人用复杂末端执行装置的可靠性验证方法

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上海航天（中英文） 2023年第6期40卷 40-44页

作者：白美张文明张运李德伦中国空间技术研究院北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京100094

对空间机器人用末端执行装置的功能展开分析,确定表征产品功能的可靠性特征参数和分布类型,提出一种可靠性试验验证方法。结合空间站机械臂末端执行器给出具体应用验证,包括产品分析、可靠性模型的建立、特征量和分布类型的确定、样本... 详细信息

对空间机器人用末端执行装置的功能展开分析,确定表征产品功能的可靠性特征参数和分布类型,提出一种可靠性试验验证方法。结合空间站机械臂末端执行器给出具体应用验证,包括产品分析、可靠性模型的建立、特征量和分布类型的确定、样本量的选取和故障判据等内容,为其他复杂空间产品的可靠性验证提供思路。该验证方法基于计量型可靠性试验的基本思路,通过极小的样本量完成产品的可靠性验证,大幅缩减研制经费,降低科研成本。

关键词：可靠性验证末端执行装置空间机器人分布类型样本量

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Stewart六维力传感器寿命特性的诊断与优化

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传感技术学报 2022年第7期35卷 873-880页

作者：李德伦高波张运谢宗武张兵哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094 陕西电器研究所陕西西安710065

为实现空间站在轨长寿命的应用要求,针对空间机械臂Stewart六维力(Stwart Six-Axis Force,SSAF)传感器使用寿命低的问题,开展了传感器寿命特性的诊断与分析优化。基于Stewart六维力传感器测量原理和名义应力疲劳寿命理论,推导出传感器... 详细信息

为实现空间站在轨长寿命的应用要求,针对空间机械臂Stewart六维力(Stwart Six-Axis Force,SSAF)传感器使用寿命低的问题,开展了传感器寿命特性的诊断与分析优化。基于Stewart六维力传感器测量原理和名义应力疲劳寿命理论,推导出传感器寿命特性与结构参数的关系模型,通过分析力和力矩一阶寿命特性的影响系数矩阵,给出传感器寿命特性的评价指标及判定依据;利用多目标优化方法,建立了传感器寿命特性的目标优化函数,得到寿命最优的传感器结构参数。综合指标计算、仿真与试验结果表明:基于寿命特性提出的一种Stewart六维力传感器结构参数优化方法可实现结构应力均衡化,改善结构应力集中分布问题,降低疲劳应力损伤的影响,有效提升SSAF传感器的使用寿命。

关键词：寿命优化六维力机械臂遗传算法

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空间站机械臂一体化关节设计与试验验证

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载人航天 2022年第5期28卷 666-674页

作者：李德伦朱超张运刘鑫王康谢宗武哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室哈尔滨150001 空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室北京空间飞行器总体设计部北京100094

空间站核心舱配备的机械臂是空间站建造和健康运营的重要装备,它具有7个自由度,由7个关节、2个末端执行器等核心部件组成。关节是机械臂的关键设备,是机械臂执行舱段爬行、航天员EVA支持、舱段转位对接等重要任务的基础。针对机电热一... 详细信息

空间站核心舱配备的机械臂是空间站建造和健康运营的重要装备,它具有7个自由度,由7个关节、2个末端执行器等核心部件组成。关节是机械臂的关键设备,是机械臂执行舱段爬行、航天员EVA支持、舱段转位对接等重要任务的基础。针对机电热一体化、大输出力矩、高可靠、可维修等需求,进行了关节的系统设计、传动设计、控制系统设计、温度控制设计、可靠性设计和维修性设计,并开展了真空环境试验和可靠性试验,关节设计满足要求,通过试验验证。

关键词：空间站机械臂一体化关节设计验证高可靠可维修

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