检索结果-内蒙古大学图书馆

北京理工大学学报 2024年第2期44卷 182-188页

作者：张文明杨旭王储胡成威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

针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端... 详细信息

针对滚珠直线导轨用于空间机构时的空间环境适应性问题,提出了空间机构用导轨设计方案,经导轨地面试验和产品在轨试验验证,该设计方案可以满足在轨使用要求,实现了导轨在真空、高低温等空间复杂环境下的长寿命应用.以空间站机械臂末端执行器用滚珠直线导轨研制为例,开展了导轨设计,并进行了导轨试验验证,确定了导轨采用滚珠溅射沉积MoS_(2)复合薄膜的固体润滑方案,间隙为0.04~0.05 mm,满足末端执行器在轨工作2000次以上的使用寿命要求.通过末端导轨试验可知,固体润滑的导轨载荷能力和使用寿命均显著下降,在空间机构用导轨研制过程中,须进行专项寿命试验,以验证导轨能否满足在轨使用要求.

关键词：机械臂末端执行器导轨设计验证

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载人月面移动系统着陆行进一体化设计与验证

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宇航学报 2023年第9期44卷 1401-1410页

作者：王康辛鹏飞王储潘博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

针对载人月面移动系统在月球表面直接着陆缓冲并完成大范围移动任务的需求,设计了一种由可调姿态双横臂式金属弹簧悬架系统组成的着陆行进一体化移动系统,核心部件悬架单元由双横臂悬架构型和变阻尼摩擦式减振器组成,并由调姿组件实现... 详细信息

针对载人月面移动系统在月球表面直接着陆缓冲并完成大范围移动任务的需求,设计了一种由可调姿态双横臂式金属弹簧悬架系统组成的着陆行进一体化移动系统,核心部件悬架单元由双横臂悬架构型和变阻尼摩擦式减振器组成,并由调姿组件实现悬架的构型变化和阻尼参数调整,在满足大范围平顺性移动要求的同时,能够适应大冲击着陆缓冲。根据双质量振动原理,构建了悬架参数分析模型和行驶平顺性动力学仿真模型,并开展了着陆行进仿真分析和样机着陆缓冲试验。分析和试验结果表明:载人月面移动系统设计可满足月面大冲击着陆缓冲和行驶平顺性的要求。

关键词：载人登月移动系统着陆缓冲行驶平顺性

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面向空间自主装配验证评估的机械臂避障运动规划

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航天器工程 2025年第2期34卷 82-89页

作者：谢芳霖汪凌昕张亚航王耀兵王捷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

面向空间机械臂自主装配的验证评估问题,针对人机、多机协同作业过程中彼此进入对方作业区域后可能出现的高风险碰撞工况,将机械臂避障抓取的运动规划定义为强化学习问题,并提出一种改进的双经验池组合采样经验回放方法。仿真结果表明:... 详细信息

面向空间机械臂自主装配的验证评估问题,针对人机、多机协同作业过程中彼此进入对方作业区域后可能出现的高风险碰撞工况,将机械臂避障抓取的运动规划定义为强化学习问题,并提出一种改进的双经验池组合采样经验回放方法。仿真结果表明:采用该方法进行训练后,机械臂可有效避开动态障碍物,且末端到位精度从0.2717 m提高至0.0413 m。基于物理样机开展了试验验证,进一步证明了避障抓取策略能使机械臂自主避开任意障碍物并准确抓取目标,不需要对障碍物的运动状态进行预测。文章提出的避障运动规划,可用于各类固定基座空间机械臂的地面验证评估。

关键词：空间机械臂避障运动规划深度强化学习优先经验回放迁移学习

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空间站机械臂末端执行器维修系统设计与验证

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中国空间科学技术 2023年第5期43卷 79-86页

作者：朱超张文明胡成威唐自新梁常春孔旭李德伦王友渔曾磊张昕蕊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

维修对空间站机械臂寿命延长意义重大。针对空间站机械臂末端执行器的维修问题,调研了国际空间站已完成的在轨维护维修任务,提出了一种空间站机械臂末端执行器维修系统方案,采用四方协同作业的方式,分3次出舱在特定的维修区域开展机械... 详细信息

维修对空间站机械臂寿命延长意义重大。针对空间站机械臂末端执行器的维修问题,调研了国际空间站已完成的在轨维护维修任务,提出了一种空间站机械臂末端执行器维修系统方案,采用四方协同作业的方式,分3次出舱在特定的维修区域开展机械臂末端执行器的系统性维修,提出了末端执行器故障处置方案、维修策略、维修工具、维修流程和验证方法,搭建了一套虚拟维修仿真平台,针对末端执行器典型的操作动作进行了维修仿真验证,同时在地面搭建模拟维修场景对机械臂末端执行器维修进行了试验验证。结果表明机械臂末端执行器维修的可操作性、可达性、可视性、安全性均满足要求。可以为后续空间站机械臂维修工作提供设计指导。

关键词：空间站机械臂末端执行器维修系统试验验证协同作业

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空间站机械臂人机系统设计与验证

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宇航学报 2024年第1期45卷 35-42页

作者：朱超薛书骐胡成威王春慧吴志红李德伦谭丽芬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 中国航天员科研与训练中心人因工程全国重点实验室北京100094

在充分调研国际空间站机械臂人机系统设计的基础上,结合中国空间站机械臂人机协同作业需求,建立了空间站机械臂“管理-设计-验证”全周期人机设计体系,通过人机项目规划、人机功能分配等管理要素,针对性地开展了空间机械臂人机系统详细... 详细信息

在充分调研国际空间站机械臂人机系统设计的基础上,结合中国空间站机械臂人机协同作业需求,建立了空间站机械臂“管理-设计-验证”全周期人机设计体系,通过人机项目规划、人机功能分配等管理要素,针对性地开展了空间机械臂人机系统详细设计,最后,从仿真分析、地面验证、在轨验证三大方面对人机系统进行了全要素全流程的验证,结果表明空间站机械臂人机系统设计合理,可应用于后续航天员出舱活动,保障航天员出舱活动安全、高效。研究结果将为空间机械臂人机系统设计与验证提供体系借鉴和工程指导。

关键词：空间站机械臂人机系统协同作业地面验证出舱任务

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空间机器人在轨操作用多指灵巧末端研究

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载人航天 2024年第6期30卷 746-752页

作者：赵志军张文明胡成威张晓东王耀兵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 北京空间飞行器总体设计部北京100094

空间机器人在轨操作涉及抓握、旋拧、插拔、移动、对接等精细动作,这对末端灵巧操控性能提出极高要求,如自由灵活、多状态感知、轻便可靠等。基于仿形思想,开展了五指灵巧末端研究,采用腱驱动连杆耦合方式,拇指、食指、中指各有3个自由... 详细信息

空间机器人在轨操作涉及抓握、旋拧、插拔、移动、对接等精细动作,这对末端灵巧操控性能提出极高要求,如自由灵活、多状态感知、轻便可靠等。基于仿形思想,开展了五指灵巧末端研究,采用腱驱动连杆耦合方式,拇指、食指、中指各有3个自由度,无名指、小指、腕部各有2个自由度,手指内部集成六维力/力矩、腱拉力、指节位置等传感器,驱动机构后置于手臂位置;此外,开展了三指灵巧末端研究,3个手指结构相同且各有1个自由度,其中2个手指可根据目标形状调整相对位姿;采用力/位混合等控制策略对末端的抓取及操作能力进行了试验测试。试验结果表明:2种末端可对多种形状及不规则物体进行可靠抓取及操作。

关键词：在轨操作灵巧操作灵巧末端多指空间机器人

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载人月球车稳定操控策略设计与优化

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宇航学报 2023年第9期44卷 1379-1391页

作者：曹剑飞梁常春王瑞王耀兵王志福王军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 北京理工大学机械与车辆学院北京100081

为实现高效率大范围的月面探索,载人月球车必须要能够克服月表低重力特性及非结构化月面环境带来的诸多不利影响。为此,提出了一种采用分层架构的载人月球车稳定操控策略,可完成整车全轮力矩矢量分配控制,实现车辆在行驶过程中的驱动防... 详细信息

为实现高效率大范围的月面探索,载人月球车必须要能够克服月表低重力特性及非结构化月面环境带来的诸多不利影响。为此,提出了一种采用分层架构的载人月球车稳定操控策略,可完成整车全轮力矩矢量分配控制,实现车辆在行驶过程中的驱动防滑及稳定转向目标;同时,策略融合了差动制动防侧翻控制方法与车轮腾空检测报警方法,有效提升了载人月球车在高速行驶过程中的操控稳定性及主被动安全性能。基于MATLAB/Simulink环境完成了不同附着条件下移动操控策略的仿真分析,同时基于原理样机进行了实车验证。仿真及试验结果表明,所提出的移动操控策略合理有效,控制结果良好,适用于具有分布式驱动转向特点的轮式星球车辆,工程应用价值较高。

关键词：载人月球车操控稳定性主被动安全分布式驱动控制

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空间小碎片抱捕用连续型机器人结构综述

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航天器工程 2024年第1期33卷 107-114页

作者：杨承旭王丽华危清清赵志军王耀兵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 吉林大学长春130025

空间小碎片的抓捕任务需要空间机器人在没有合作信息的情况下对目标进行抓捕,连续型机器人本体可在缺少抓捕对象精确测量信息的条件下,直接利用大容差实现高可靠抱捕任务。文章针对连续型机器人在空间小碎片抓捕领域的应用需求,对连续... 详细信息

空间小碎片的抓捕任务需要空间机器人在没有合作信息的情况下对目标进行抓捕,连续型机器人本体可在缺少抓捕对象精确测量信息的条件下,直接利用大容差实现高可靠抱捕任务。文章针对连续型机器人在空间小碎片抓捕领域的应用需求,对连续型机器人的驱动方式,以及绳驱动连续型机器人的主干、关节进行详细的调研和对比分析,在此基础上提出绳驱动连续型机器人结构设计需关注的关键问题,最后针对应用于空间抱捕任务的连续型机器人结构技术的未来发展进行展望。

关键词：连续型机器人空间抱捕任务结构设计研究展望

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空间机器人关节高转速下摩擦行为试验研究

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载人航天 2024年第6期30卷 791-797页

作者：孙康王耀兵倪文成周轶丁牛福亮郝宏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 兰州空间技术物理研究所兰州730000

针对典型基于谐波减速器的空间机器人关节,研究其在高低温真空环境下高速正驱和反驱摩擦行为。关节采用XBS-60-120双圆弧齿形谐波减速器,柔性轴承及齿面采用DLC+LW-YZ-5空间润滑脂,试验温度覆盖-40℃至+120℃,电机端转速提高至2520 r/mi... 详细信息

针对典型基于谐波减速器的空间机器人关节,研究其在高低温真空环境下高速正驱和反驱摩擦行为。关节采用XBS-60-120双圆弧齿形谐波减速器,柔性轴承及齿面采用DLC+LW-YZ-5空间润滑脂,试验温度覆盖-40℃至+120℃,电机端转速提高至2520 r/min。试验结果表明:正驱模式下,关节内部摩擦阻力矩随温度的逐渐降低而显著增加,且输出端载荷越大,摩擦阻力越大,但效率提升也较为明显。输出端速度越高,摩擦力矩越大,效率呈下降趋势;反驱模式下,关节摩擦阻力同样随温度的降低而显著增加,且相同输出端载荷和转速情况下,反驱模式的传动效率显著低于正驱模式。

关键词：谐波减速器高转速摩擦行为空间机器人

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空间机械臂在轨维护任务规划与验证研究

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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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