检索结果-内蒙古大学图书馆

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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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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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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我国空间站机械臂系统关键技术发展

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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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形状记忆合金弹热效应研究进展

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材料导报 2018年第17期32卷 3033-3040,3059页

作者：袁勃曾磊钱明芳张学习耿林哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001 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

传统的气体压缩制冷技术已不能满足人类对环保节能的要求,新型制冷技术的开发近年来受到了越来越多的关注。与传统气体压缩制冷技术相比,固体制冷技术效率高、对环境友好,引起材料科学界的广泛关注。其原理是通过改变材料的外场环境,如... 详细信息

传统的气体压缩制冷技术已不能满足人类对环保节能的要求,新型制冷技术的开发近年来受到了越来越多的关注。与传统气体压缩制冷技术相比,固体制冷技术效率高、对环境友好,引起材料科学界的广泛关注。其原理是通过改变材料的外场环境,如磁场、电场或应力场,使材料的性质(结构、磁矩等)发生改变,从而产生各种热效应,即磁热效应、电热效应、机械热效应(弹热效应、压热效应)。研发具有高的热效应、宽的工作温度范围和性能稳定的室温固体制冷材料是提升固态制冷技术的关键。其中,利用形状记忆合金(SMAs)在单轴循环应力下诱发的弹热效应制冷是目前最有前景的固体制冷技术之一。弹热效应(Elastocaloric effect,eCE)是利用形状记忆合金马氏体相变过程中产生的潜热,在应力诱发马氏体相变和逆相变过程中,材料放出和吸收相变潜热,借助制冷循环装置即可实现固体制冷。在研究过程中,弹热制冷展现出很多优点,如大而可逆的绝热温变、简单的应力驱动方式、超宽的温度适用范围等。但现阶段发现的弹热材料也存在疲劳寿命短、滞后损耗大和应变分布不均匀等问题。2014年,美国能源部将弹热制冷列为17种替代气体压缩制冷的新技术之首,推荐为最有希望发展的固体制冷模式。近年来,科学家在室温附近诸多形状记忆合金的马氏体相变及其他材料的固态相变中测量出巨大的弹热效应,如Cu-Zn-Al、TiNi-(Cu)、Fe-Pd、Ni-Mn-Sn-(Cu)、Ni-Mn-In-Co等。衡量弹热效应大小的参数主要有绝热温变ΔTad和等温熵变ΔSiso,可以通过直接或间接的方法获得。利用形状记忆合金的应力-应变曲线和麦克斯韦方程可以计算材料的等温熵变ΔSiso,间接地表征弹热效应的大小。而鉴于弹热效应驱动方式简单,更简便的衡量方法是直接测量绝热温变ΔTad,即使用精密的测温设备测量材料相变前后的温度。这种方法不仅可以表征弹热效应的大小,还能了解其热效应产生过程中的细节,如弹热过程中材料温度变化的位置、趋势等。本文综述了传统记忆合金(Cu基、Ni-Ti基、Fe基)和新型铁磁性记忆合金(主要是Ni-Mn基)弹热效应的研究进展,分析了不同类型记忆合金在弹热制冷方面的优缺点,最后对弹热制冷材料的发展进行了展望。

关键词：弹热效应形状记忆合金马氏体相变超弹性 Ni-Ti合金 Ni-Mn-Ga合金

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一种腿臂融合四足机器人设计与分析

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北京航空航天大学学报 2017年第10期43卷 2099-2108页

作者：王思远唐玲王耀兵陈佳伟徐坤丁希仑北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 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

设计了一种腿臂融合的四足机器人,其具有腿臂功能复用的分支,不仅可以实现行走,还可以进行操作。对该机器人的行走模式和操作模式进行了研究,首先,建立了机器人单腿运动学模型,推导出机身整体的逆运动学;其次,对腿臂功能复用分支的5自... 详细信息

设计了一种腿臂融合的四足机器人,其具有腿臂功能复用的分支,不仅可以实现行走,还可以进行操作。对该机器人的行走模式和操作模式进行了研究,首先,建立了机器人单腿运动学模型,推导出机身整体的逆运动学;其次,对腿臂功能复用分支的5自由度操作臂模型进行了运动学分析,提出了欠自由度操作臂保证末端位置和末端姿态2种情况下的逆运动学最优求解方法,并分别给出了位置或姿态偏差;然后,建立了支撑面、支撑腿、本体、操作臂所组成的串并混联机构的运动学模型,利用本体位移补偿操作臂末端位置偏差,从而实现操作臂末端精确操作;最后,对机器人本体、操作臂以及串并混联机构的工作空间进行了仿真,并利用实验验证了该机器人腿行走和臂操作的功能。

关键词：腿臂融合四足机器人运动学模型 5自由度操作臂串并混联

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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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深空着陆探测足式机器人发展综述

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中国机械工程 2021年第15期32卷 1765-1775页

作者：孙俊凯孙泽洲辛鹏飞刘宾危清清闫楚良吉林大学机械与航空航天工程学院长春130025 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

介绍了世界主要航天大国关于深空着陆探测足式机器人的研究现状,对比分析了不同类型足式机器人的优缺点,从硬件与软件设计方面剖析了足式机器人在深空着陆探测任务中尚未工程化的主要问题。以此为基础,提炼出感知融合化技术、控制智能... 详细信息

介绍了世界主要航天大国关于深空着陆探测足式机器人的研究现状,对比分析了不同类型足式机器人的优缺点,从硬件与软件设计方面剖析了足式机器人在深空着陆探测任务中尚未工程化的主要问题。以此为基础,提炼出感知融合化技术、控制智能化技术、形态可重构技术、多机协同化技术等深空着陆探测足式机器人发展的关键技术,为中国研制深空着陆探测领域可工程应用的足式机器人提供参考。

关键词：深空着陆探测足式机器人关键技术工程应用

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一种基于指数积公式的空间机械臂自标定方法

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北京航空航天大学学报 2018年第11期44卷 2336-2342页

作者：王业聪危清清胡成威丁希仑北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100083 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重点实验室北京100094

为了克服发射过程和在轨极端温度环境对空间机械臂末端位姿精度的影响,提出了一种基于指数积(POE)公式的空间机械臂运动学在轨自标定方法。该方法使用空间机械臂末端双目空间相机和棋盘式标定板测量空间机械臂末端位姿实际值。根据关节... 详细信息

为了克服发射过程和在轨极端温度环境对空间机械臂末端位姿精度的影响,提出了一种基于指数积(POE)公式的空间机械臂运动学在轨自标定方法。该方法使用空间机械臂末端双目空间相机和棋盘式标定板测量空间机械臂末端位姿实际值。根据关节旋量理论值和实际值之间的伴随变换关系建立了空间机械臂实际运动学模型,对运动学模型取微分建立了线性化的运动学误差模型,给出了基于最小二乘法的运动学标定模型。进行了7自由度空间机械臂运动学自标定仿真,仿真结果表明运动学标定过程能快速收敛到稳定值,标定后空间机械臂末端位姿精度有明显提高。

关键词：空间机械臂标定指数积(POE) 伴随变换空间相机标定板

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