CN113290563A - 变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法 - Google Patents

变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113290563A
CN113290563A CN202110701589.8A CN202110701589A CN113290563A CN 113290563 A CN113290563 A CN 113290563A CN 202110701589 A CN202110701589 A CN 202110701589A CN 113290563 A CN113290563 A CN 113290563A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rope
driven
mechanical arm
target
serpentine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110701589.8A
Other languages
English (en)
Inventor
孙晟昕
刘扬
谷海宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Publication of CN113290563A publication Critical patent/CN113290563A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B25J9/065—Snake robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/104—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1615—Programme controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
    • B25J9/1625—Truss-manipulator for snake-like motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，包括：在空间机器人上均匀安装三条绳驱蛇形机械臂；利用机器人D‑H坐标系描述每条绳驱蛇形机械臂，分别确定每条绳驱蛇形机械臂的位姿；基于轨道坐标系确定目标航天器的位姿；当空间机器人捕获目标航天器产生碰撞力时，建立空间机器人的动力学模型，利用纯力控求解满足机构位移与刚度需求的绳索拉力，再利用力控混合控制求解绳索期望速度；根据伸缩拉力和绳索期望速度确定每条绳驱蛇形机械臂的控制模式，根据控制模式调节碰撞力捕获目标航天器。该方法可实现对目标的接触式捕获，且可以主动调节捕获过程中的接触刚度，避免因碰撞力过大而导致目标脆弱部位的破裂。

Description

变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法
技术领域
本发明涉及空间捕获技术领域，特别涉及一种变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法。
背景技术
随着人类航天活动的日益增加，空间碎片、失效卫星等空间非合作目标的数量不断增加，严重威胁人类的正常航天活动。为消除近地轨道空间非合作目标，目前研究人员设计了多种针对空间非合作目标的消旋与捕获方法，主要可分为两类：接触式捕获和非接触式捕获。其中，接触式捕获主要利用空间机械臂携带捕获器对目标进行抓取，非接触式捕获主要利用电磁效应改变目标的运动状态。接触式捕获可实现针对多种形状和质量目标的消旋与捕获，但是接触碰撞过程复杂，容易造成目标的二次解体。非接触式捕获虽然不会与目标之间产生巨大的接触力，但是一般需要多颗卫星协同操作，技术复杂，且智能对目标消旋，无法捕获。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法。
为达到上述目的，本发明实施例提出了变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，包括以下步骤：步骤S1，在空间机器人上均匀安装三条绳驱蛇形机械臂；步骤S2，利用机器人D-H坐标系描述每条绳驱蛇形机械臂，分别确定所述每条绳驱蛇形机械臂的位姿；步骤S3，基于轨道坐标系确定目标航天器的位姿；步骤S4，当所述空间机器人根据所述每条绳驱蛇形机械臂的位姿和所述目标航天器的位姿捕获所述目标航天器产生碰撞力时，建立所述空间机器人的动力学模型，利用纯力控求解满足机构位移与刚度需求的绳索拉力，再利用力控混合控制求解绳索期望速度；步骤S5，根据所述伸缩拉力和所述绳索期望速度确定所述每条绳驱蛇形机械臂的控制模式，根据所述控制模式调节所述碰撞力捕获所述目标航天器，其中，所述控制模式包括速度控制模式和力控制模式。
本发明实施例的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，可以实现对目标的接触式捕获，且可以主动调节捕获过程中的接触刚度，避免因碰撞力过大而导致目标脆弱部位的破裂。
另外，根据本发明上述实施例的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法还可以具有以下附加的技术特征：
进一步地，在本发明的一个实施例中，每条绳驱蛇形机械臂由多个类似的椎节构成，其中，椎节之间依靠万向节连接，每个椎节上安装有导线板，用于引导绳索致驱动部位。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述每条绳驱蛇形机械臂的位姿为：
Figure BDA0003129921130000021
Ti＝T0·0T1·1T2L 2i-2T2i-1·2i-1T2i
其中，i-1Ti为相邻D-H坐标系的齐次变换矩阵，qi为绳驱蛇形机械臂中每个椎节i的角度，αi为绳驱蛇形机械臂中连杆扭转角，di为绳驱蛇形机械臂中连杆偏距，ai为绳驱蛇形机械臂中连杆长度，T0＝[xb yb zb]为基座的齐次变换矩阵，Ti为绳驱蛇形机械臂中每个椎节的位姿。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S4具体包括：步骤S401，当捕获所述目标航天器产生碰撞力时，建立所述空间机器人的动力学模型；步骤S402，预先定义机构刚度模型，根据所述机构刚度模型和所述动力学模型计算机构刚度；步骤S403，利用所述机构刚度和所述动力学模型求解所述满足机构位移与刚度需求的绳索拉力；步骤S404，根据绳索速度与关节角速度之间的关系求解所述绳索期望速度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述动力学模型为：
Figure BDA0003129921130000022
其中，
Figure BDA0003129921130000023
Hm为蛇形机械臂惯性矩阵，Hb为基座的惯性矩阵，Hbm为基座和蛇形臂的耦合惯性矩阵，
Figure BDA0003129921130000024
cb为基座的科氏矩阵，cm为蛇形机械臂科氏矩阵，q为关节角度，JF为绳索拉力向关节空间映射的雅可比矩阵，Fe为椎节所受的接触力，Jt为蛇形臂关节对于绳索拉力的雅可比矩阵，f＝[fj]J×1为绳索拉力向量。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述机构刚度模型为：
Figure BDA0003129921130000031
其中，K为机构刚度，ST为椎节所受的接触力Fe的作用点的位移。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S402中根据所述机构刚度模型和所述动力学模型计算机构刚度，表示为：
Figure BDA0003129921130000032
其中，K为机构刚度，JF为绳索拉力向关节空间映射的雅可比矩阵，ST为椎节所受的接触力Fe的作用点的位移，Ik为单位矩阵，
Figure BDA0003129921130000033
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述步骤S5的具体调节过程为：判断当前绳索i的速度是否大于等于零，若是，则将所述当前绳索i调节为所述力控模式，将绳索i+I、i+2I调节为所述速度控制模式，并判断所述当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到所述最后绳索I，若是，则完成调节；若不是，则判断所述绳索i+I是否大于等于零，若是，则将所述绳索i+I调节为所述力控模式，将所述当前绳索i和所述绳索i+2I调节为所述速度控制模式，并判断所述当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到所述最后绳索I，若是，则完成调节；若不是，则继续判断所述绳索i+2I是否大于等于零，若是，则将所述绳索i+2I调节为所述力控模式，将所述所述当前绳索i和所述绳索i+I调节为所述速度控制模式，并判断所述当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到所述最后绳索I，若是，则完成调节；若不是，则出现错误。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法的流程图；
图2是本发明一个实施例的空间捕获机构示意图；
图3是本发明一个实施例的蛇形机械臂结构示意图；
图4是本发明一个实施例的目标航天器的坐标示意图；
图5是本发明一个实施例的绳索控制模式判断流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法。
图1是本发明一个实施例的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法的流程图。
如图1所示，该变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法包括以下步骤：
在步骤S1中，在空间机器人上均匀安装三条绳驱蛇形机械臂。
具体地，如图2所示，本发明实施例中使用的空间机器人携带三条绳驱蛇形机械臂，三条绳驱蛇形机械臂在空间机器人本体上的安装位置呈均匀分部状态，其中，该三条绳驱蛇形机械臂为使用绳索驱动的超冗余自由度机械臂。
进一步地，如图3所示，本发明实施例中每条蛇形机械臂由多个类似的椎节构成。椎节间依靠万向节连接，在每个椎节上安装有导线板，用于引导绳索致驱动部位。需要说明的是，本发明实施例中每条绳驱蛇形机械臂的椎节的数目为I，关节的总数为2I，绳索和绳孔的数目为3I。椎节的编号从基座开始依次为1、2……I，关节的编号从基座开始依次为1、2……2I，绳索沿导线板轴向按逆时针排列依次为1、2……3I。
在步骤S2中，利用机器人D-H坐标系描述每条绳驱蛇形机械臂，分别确定每条绳驱蛇形机械臂的位姿。
具体地，根据机器人D-H坐标系的建模方法，可以对每条绳驱蛇形机械臂上的每个体的位姿进行描述，其中，相邻D-H坐标系的齐次变换矩阵为：
Figure BDA0003129921130000041
其中，i-1Ti为相邻D-H坐标系的齐次变换矩阵，qi为绳驱蛇形机械臂中每个椎节i的角度，αi为绳驱蛇形机械臂中连杆扭转角，di为绳驱蛇形机械臂中连杆偏距，ai为绳驱蛇形机械臂中连杆长度。
进一步地，可按照相邻D-H坐标系的齐次变换矩阵求得椎节i的位姿：
Ti＝T0·0T1·1T2L 2i-2T2i-1·2i-1T2i (2)
其中，T0＝[xb yb zb]为基座的齐次变换矩阵，Ti为绳驱蛇形机械臂中每个椎节的位姿。
在步骤S3中，基于轨道坐标系确定目标航天器的位姿。
需要说明的是，如图4所示，目标航天器为失效航天器，一般为失效卫星等，其结构复杂。一般卫星本体结构较为坚固，可以承受较大的碰撞力，而其帆板、天线等结构较为脆弱，收到较大碰撞力后即会发生解体。目标航天器的质心在轨道坐标系中的位置xtytzt和相对于轨道坐标系的滚动φ、俯仰θ和偏航角ψ表示。
在步骤S4中，当空间机器人根据每条绳驱蛇形机械臂的位姿和目标航天器的位姿捕获目标航天器产生碰撞力时，建立空间机器人的动力学模型，利用纯力控求解满足机构位移与刚度需求的绳索拉力，再利用力控混合控制求解绳索期望速度。
进一步地，在本发明的一个实施例中，步骤S4具体包括：
步骤S401，当捕获目标航天器产生碰撞力时，建立空间机器人的动力学模型；
步骤S402，预先定义机构刚度模型，根据机构刚度模型和动力学模型计算机构刚度；
步骤S403，利用机构刚度和动力学模型求解满足机构位移与刚度需求的绳索拉力；
步骤S404，根据绳索速度与关节角速度之间的关系求解绳索期望速度。
具体地，当捕获目标航天器产生碰撞力时，建立空间机器人的动力学模型：
Figure BDA0003129921130000051
其中，
Figure BDA0003129921130000052
f＝[fj]J×1为绳索拉力向量，Jbt为操作航天器关于绳索拉力的雅可比矩阵；Jt为蛇形臂关节对于绳索拉力的雅可比矩阵。
当空间机器人本体在抓捕控制由于施加了较大的基座控制力(力矩)时，蛇形机械臂的动力学模型可简化为：
Figure BDA0003129921130000053
其中，
Figure BDA0003129921130000054
Hm为蛇形机械臂惯性矩阵，Hb为基座的惯性矩阵，Hbm为基座和蛇形臂的耦合惯性矩阵，
Figure BDA0003129921130000055
cb为基座的科氏矩阵，cm为蛇形机械臂科氏矩阵，q为关节角度，JF为绳索拉力向关节空间映射的雅可比矩阵，Fe为椎节所受的接触力，Jt为蛇形臂关节对于绳索拉力的雅可比矩阵，f＝[fj]J×1为绳索拉力向量。
进一步地，定义机构刚度模型为：
Figure BDA0003129921130000061
其中，K为机构刚度，ST为椎节所受的接触力Fe的作用点的位移。
由根据公式(5)机构刚度模型和公式(4)动力学模型计算机构刚度，表示为：
Figure BDA0003129921130000062
其中，K为机构刚度，JF为绳索拉力向关节空间映射的雅可比矩阵，ST为椎节所受的接触力Fe的作用点的位移，Ik为单位矩阵，
Figure BDA0003129921130000063
进一步地，联立公式(4)动力学模型和公式(6)可以求得满足机构位移与刚度需求的绳索控制力f＝[f1 f2 L f3I]。
由于机构较为复杂，实际系统的惯性参数难以辨识，因此本发明实施例使用纯力控的方案完成机构的位置控制和刚度控制；使用力控混合控制方法对机构刚度和运动进行控制。绳索速度与关节角速度之间的关系为：
Figure BDA0003129921130000064
其中，
Figure BDA0003129921130000065
为绳索速度，
Figure BDA0003129921130000066
为关节角速度。
由于
Figure BDA0003129921130000067
的维度高于
Figure BDA0003129921130000068
因此依据实际关节运动需求，绳索速度为：
Figure BDA0003129921130000069
由公式(8)可得绳索的期望速度为
Figure BDA00031299211300000610
在步骤S5中，根据伸缩拉力和绳索期望速度确定每条绳驱蛇形机械臂的控制模式，根据控制模式调节碰撞力捕获目标航天器，其中，控制模式包括速度控制模式和力控制模式。
也就是说，如图5所示，由绳索速度
Figure BDA00031299211300000611
和绳索拉力f可以确定每条绳索的控制模式，具体调节过程为：
判断当前绳索i的速度是否大于等于零，
若是，则将当前绳索i调节为力控模式，将绳索i+I、i+2I调节为速度控制模式，并判断当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到最后绳索I，若是，则完成调节；
若不是，则判断绳索i+I是否大于等于零，若是，则将绳索i+I调节为力控模式，将当前绳索i和绳索i+2I调节为速度控制模式，并判断当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到最后绳索I，若是，则完成调节；
若不是，则继续判断绳索i+2I是否大于等于零，若是，则将绳索i+2I调节为力控模式，将当前绳索i和绳索i+I调节为速度控制模式，并判断当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到最后绳索I，若是，则完成调节；
若不是，则绳索出现故障。
根据本发明实施例提出的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，可以实现对目标的接触式捕获，且可以主动调节捕获过程中的接触刚度，避免因碰撞力过大而导致目标脆弱部位的破裂。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在空间机器人上均匀安装三条绳驱蛇形机械臂；
步骤S2，利用机器人D-H坐标系描述每条绳驱蛇形机械臂，分别确定所述每条绳驱蛇形机械臂的位姿；
步骤S3，基于轨道坐标系确定目标航天器的位姿；
步骤S4，当所述空间机器人根据所述每条绳驱蛇形机械臂的位姿和所述目标航天器的位姿捕获所述目标航天器产生碰撞力时，建立所述空间机器人的动力学模型，利用纯力控求解满足机构位移与刚度需求的绳索拉力，再利用力控混合控制求解绳索期望速度；
步骤S5，根据所述伸缩拉力和所述绳索期望速度确定所述每条绳驱蛇形机械臂的控制模式，根据所述控制模式调节所述碰撞力捕获所述目标航天器，其中，所述控制模式包括速度控制模式和力控制模式。
2.根据权利要求1所述的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，每条绳驱蛇形机械臂由多个类似的椎节构成，其中，椎节之间依靠万向节连接，每个椎节上安装有导线板，用于引导绳索致驱动部位。
3.根据权利要求1所述的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，所述每条绳驱蛇形机械臂的位姿为：
Figure FDA0003129921120000011
Ti＝T0·0T1·1T2L 2i-2T2i-1·2i-1T2i
其中，i-1Ti为相邻D-H坐标系的齐次变换矩阵，qi为绳驱蛇形机械臂中每个椎节i的角度，αi为绳驱蛇形机械臂中连杆扭转角，di为绳驱蛇形机械臂中连杆偏距，ai为绳驱蛇形机械臂中连杆长度，T0＝[xb yb zb]为基座的齐次变换矩阵，Ti为绳驱蛇形机械臂中每个椎节的位姿。
4.根据权利要求1所述的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
步骤S401，当捕获所述目标航天器产生碰撞力时，建立所述空间机器人的动力学模型；
步骤S402，预先定义机构刚度模型，根据所述机构刚度模型和所述动力学模型计算机构刚度；
步骤S403，利用所述机构刚度和所述动力学模型求解所述满足机构位移与刚度需求的绳索拉力；
步骤S404，根据绳索速度与关节角速度之间的关系求解所述绳索期望速度。
5.根据权利要求4所述的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，所述动力学模型为：
Figure FDA0003129921120000021
其中，
Figure FDA0003129921120000022
Hm为蛇形机械臂惯性矩阵，Hb为基座的惯性矩阵，Hbm为基座和蛇形臂的耦合惯性矩阵，
Figure FDA0003129921120000023
cb为基座的科氏矩阵，cm为蛇形机械臂科氏矩阵，q为关节角度，JF为绳索拉力向关节空间映射的雅可比矩阵，Fe为椎节所受的接触力，Jt为蛇形臂关节对于绳索拉力的雅可比矩阵，f＝[fj]J×1为绳索拉力向量。
6.根据权利要求4所述的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，所述机构刚度模型为：
Figure FDA0003129921120000024
其中，K为机构刚度，ST为椎节所受的接触力Fe的作用点的位移。
7.根据权利要求4所述的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，所述步骤S402中根据所述机构刚度模型和所述动力学模型计算机构刚度，表示为：
Figure FDA0003129921120000025
其中，K为机构刚度，JF为绳索拉力向关节空间映射的雅可比矩阵，ST为椎节所受的接触力Fe的作用点的位移，Ik为单位矩阵，
Figure FDA0003129921120000026
8.根据权利要求1所述的变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法，其特征在于，所述步骤S5的具体调节过程为：
判断当前绳索i的速度是否大于等于零，
若是，则将所述当前绳索i调节为所述力控模式，将绳索i+I、i+2I调节为所述速度控制模式，并判断所述当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到所述最后绳索I，若是，则完成调节；
若不是，则判断所述绳索i+I是否大于等于零，若是，则将所述绳索i+I调节为所述力控模式，将所述当前绳索i和所述绳索i+2I调节为所述速度控制模式，并判断所述当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到所述最后绳索I，若是，则完成调节；
若不是，则继续判断所述绳索i+2I是否大于等于零，若是，则将所述绳索i+2I调节为所述力控模式，将所述所述当前绳索i和所述绳索i+I调节为所述速度控制模式，并判断所述当前绳索i是否为最后绳索I，若不是，则继续判断绳索i+1，直至到所述最后绳索I，若是，则完成调节；
若不是，则绳索出现故障。
CN202110701589.8A 2021-05-31 2021-06-23 变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法 Pending CN113290563A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2021106066939 2021-05-31
CN202110606693 2021-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113290563A true CN113290563A (zh) 2021-08-24

Family

ID=77329346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110701589.8A Pending CN113290563A (zh) 2021-05-31 2021-06-23 变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113290563A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114603539A (zh) * 2022-01-26 2022-06-10 哈尔滨工业大学 一种绳驱蛇形机械臂路径规划首尾运动跟随方法、装置、计算机及存储介质

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105773617A (zh) * 2016-04-15 2016-07-20 哈尔滨工业大学 空间机器人的三指式抓持器碰撞预测方法
EP3250345A1 (en) * 2015-01-29 2017-12-06 Eelume AS Underwater manipulator arm robot
CN108544518A (zh) * 2018-06-14 2018-09-18 五邑大学 一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手
CN109176494A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 哈尔滨工业大学（深圳） 绳驱多关节柔性机器人自标定方法及系统、存储介质
CN109227543A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 华南理工大学 一种位置受限柔性关节机器人基于模式的智能控制方法
CN109249428A (zh) * 2018-11-12 2019-01-22 清华大学深圳研究生院 绳驱动联动式机械臂的末端笛卡尔空间刚度建模方法
EP3623113A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-18 Universal Robots A/S Obtaining the gear stiffness of a robot joint gear of a robot arm
CN110900589A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 北京航空航天大学 一种基于内外芯颗粒阻塞变刚度的蛇形臂机器人
CN111390887A (zh) * 2020-03-16 2020-07-10 杭州博力液控科技有限公司 一种液压蛇形机器人
CN111645055A (zh) * 2020-07-27 2020-09-11 常州大学 一种基于谐振式蛇形仿生机器人

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3250345A1 (en) * 2015-01-29 2017-12-06 Eelume AS Underwater manipulator arm robot
CN105773617A (zh) * 2016-04-15 2016-07-20 哈尔滨工业大学 空间机器人的三指式抓持器碰撞预测方法
CN108544518A (zh) * 2018-06-14 2018-09-18 五邑大学 一种主动双模式绳驱动五指灵巧机械手
EP3623113A1 (en) * 2018-09-14 2020-03-18 Universal Robots A/S Obtaining the gear stiffness of a robot joint gear of a robot arm
CN109176494A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 哈尔滨工业大学（深圳） 绳驱多关节柔性机器人自标定方法及系统、存储介质
CN109227543A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 华南理工大学 一种位置受限柔性关节机器人基于模式的智能控制方法
CN109249428A (zh) * 2018-11-12 2019-01-22 清华大学深圳研究生院 绳驱动联动式机械臂的末端笛卡尔空间刚度建模方法
CN110900589A (zh) * 2019-12-04 2020-03-24 北京航空航天大学 一种基于内外芯颗粒阻塞变刚度的蛇形臂机器人
CN111390887A (zh) * 2020-03-16 2020-07-10 杭州博力液控科技有限公司 一种液压蛇形机器人
CN111645055A (zh) * 2020-07-27 2020-09-11 常州大学 一种基于谐振式蛇形仿生机器人

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAIYU GU: "Design and Simulation of a Low-Inertia Bionic Leg for Quadruped Robots", 《2018 2ND IEEE ADVANCED INFORMATION MANAGEMENT,COMMUNICATES,ELECTRONIC AND AUTOMATION CONTROL CONFERENCE (IMCEC)》 *
HAIYU GU: "Experimental Study on Motion Control of Rope-Driven Snake Manipulator Using Velocity Mapping Method", 《JOURNAL OF INTELLIGENT AND ROBOTIC SYSTEMS》 *
HAIYU GU: "Theoretical and Experimental Study on Active Stiffness Control of a 2-DOF Rope-driven Parallel Mechanism", 《JOURNAL OF MECHANISMS AND ROBOTICS》 *
孟中杰: "《空间绳系机器人飞行控制技术》", 31 March 2018 *
王耀兵: "《空间机器人》", 31 May 2018 *
谷海宇: "绳驱连续型冗余自由度机器人控制研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)信息科技辑》 *
谷海宇: "考虑绳孔特性的绳驱蛇形机械臂动力学与控制", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(博士)信息科技辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114603539A (zh) * 2022-01-26 2022-06-10 哈尔滨工业大学 一种绳驱蛇形机械臂路径规划首尾运动跟随方法、装置、计算机及存储介质
CN114603539B (zh) * 2022-01-26 2024-01-30 哈尔滨工业大学 一种绳驱蛇形机械臂路径规划首尾运动跟随方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101778027B1 (ko) 보행 로봇 및 그 자세 제어 방법
Tang et al. Trajectory generation and tracking control of a multi-level hybrid support manipulator in FAST
JPH03178788A (ja) マニピュレータの制御方法
JPH065482B2 (ja) ロボット装置
US11945111B2 (en) Parallel mechanism with kinematically redundant actuation
CN106844951B (zh) 基于分段几何法求解超冗余机器人逆运动学的方法及系统
CN112407345A (zh) 空间机械臂悬吊微重力模拟装置
CN113290563A (zh) 变刚度绳驱蛇形机械臂的空间目标捕获方法
CN108469737B (zh) 一种空间非合作目标导航捕获的动力学控制方法及系统
CN113625735A (zh) 基于腿臂复用六足机器人的控制方法和机器人
CN108427429B (zh) 一种考虑动态指向约束的航天器视轴机动控制方法
CN111872938B (zh) 空间三维大尺度运动学仿真系统及方法
KR100832734B1 (ko) 3자유도 회전 운동체 구동장치
CN113665852A (zh) 一种自主感知移动的航天器表面爬行机器人
Schäfer et al. On inverse kinematics and kinetics of redundant space manipulator simulation
Siciliano Closed‐loop inverse kinematics algorithm for constrained flexible manipulators under gravity
CN116661342A (zh) 一种面向目标抓取的空间机器人固定时间阻抗控制方法
CN116237938A (zh) 一种基于冗余自由度利用的旋翼飞行机械臂协调运动规划方法
CN110162070A (zh) 末端自由边界约束下的三轴姿态运动轨迹规划系统及方法
Zhang et al. Analysis of the PU-2UPS antenna parallel mechanism
Lim et al. Tension optimization for cable-driven parallel manipulators using gradient projection
CN107967241B (zh) 一种空间自由漂浮机器人的基座扰动计算方法
Date et al. Dynamic Manipulability of a snake-like Robot with Consideration of Side Force and its Application to Locomotion Control
Liu et al. Stewart-platform-based inlet duct painting system
CN114527648B (zh) 一种复杂皮纳卫星快速机动控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210824

RJ01 Rejection of invention patent application after publication