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沈阳自动化所机器人学国家重点实验室空间机器人自主操控技术研究取得新进展
时间:2020-07-10  来源: 文本大小:【 |  | 】  【打印

空间机器人自主操控理论和技术研究

  近日,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顶级期刊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,中科院沈阳自动化所张鑫、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、国家万人计划、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了重要进展,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。

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电话:024-23970130    E-mail:rlab@sia.ac.cn   
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