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沈阳自动化所空间机器人自主操控技术研究取得进展

2020-05-18 沈阳自动化研究所
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  近日,中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室、中科院“空间自主操控创新交叉团队”的研究人员,针对不具备抓捕特征的空间非合作目标,提出了一种机器人化“锁笼对”的捕获方法,相关成果发表于机械电子领域期刊IEEE/ASME Transactions on Mechatronics (DOI: 10.1109/TMECH.2019.2952552)。

  在强辐射、超低温、高真空、微重力的太空环境中,空间机器人可以代替或协助航天员去执行空间任务;与航天员就位作业相比,空间机器人在成本、安全性以及作业时间等方面具有明显优势。机器人自主操控技术是空间机器人研究需要解决的核心技术。以空间自由移动目标的在轨服务为例,目标可靠捕获是后续操作任务的技术基础。

  为此,沈阳自动化所张鑫、刘金国等人提出了采用双臂空间机器人实现锁笼对的捕获方法,该方法的核心思想是将目标限定在有限的封闭空间之中,即机器人化锁笼中;并提出锁困兼容性概念以及相应的性能指标,用于定量地描述锁笼对方法的捕获能力。

  基于该性能指标,进一步提出一种双臂空间机器人预捕获构型的规划算法,以获得最优捕获能力。最后,搭建气浮式空间机器人实验平台,通过实验验证所提出的捕获方法的有效性。该研究成果在未来在轨维护维修、太空环境治理、空间碎片清除等任务中有重要的实用价值。

  近年来,在国家重点研发计划、中科院创新交叉团队、机器人学国家重点实验室自主课题等资助下,面向国家飞行器在轨服务重大任务需求,围绕空间机器人自主操控技术,沈阳自动化所科研人员在空间机器人在轨捕获、在轨加注、智能控制、空间人机交互等方面取得系列进展,相关成果发表于IEEE Trans. on Cybernetics,IEEE Trans. on Industrial Electronics, IEEE/ASME Trans. on Mechatronics, Nonlinear Dynamics, Acta Astronautica,Science China Technological Sciences, Chinese Journal of Aeronautics等期刊。

空间机器人自主操控理论和技术研究

打印 责任编辑:叶瑞优

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