CN115561004B - 空间多分支机器人地面试验平台及试验方法 - Google Patents

空间多分支机器人地面试验平台及试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115561004B
CN115561004B CN202211293939.2A CN202211293939A CN115561004B CN 115561004 B CN115561004 B CN 115561004B CN 202211293939 A CN202211293939 A CN 202211293939A CN 115561004 B CN115561004 B CN 115561004B
Authority
CN
China
Prior art keywords
industrial robot
branch
coordinate system
representing
simulated
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.)
Active
Application number
CN202211293939.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115561004A (zh
Inventor
赵亮亮
刘子毅
赵京东
田忠来
李云涛
蒋再男
刘宏
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
Priority to CN202211293939.2A priority Critical patent/CN115561004B/zh
Publication of CN115561004A publication Critical patent/CN115561004A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115561004B publication Critical patent/CN115561004B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/007—Subject matter not provided for in other groups of this subclass by applying a load, e.g. for resistance or wear testing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Abstract

本发明公开了一种空间多分支机器人地面试验平台，所述地面试验平台包括空间多分支机器人、工业机器人系统A、六维力/力矩传感器A、工业机器人系统B、六维力/力矩传感器B、操作模块、空间设施功能模块、桁架、控制台、全局相机、天车等，上述设备中桁架、空间设施功能模块为可选项，可根据试验需求灵活组合，如桁架攀爬地面试验中，为获取更大的空间，可将空间设施功能模块暂时拆除，在空间设施功能模块装配地面试验中，再将空间设施功能模块重新安装，此外还可根据特定试验任务设计其他试验道具。该试验平台设备组成灵活多变，试验范围广，模拟精度高，模拟时长不受限制，模拟工作距离较长，模拟过程稳定，试验成本低。

Description

空间多分支机器人地面试验平台及试验方法
技术领域
本发明涉及一种空间机器人地面试验平台及试验方法，具体涉及一种空间多分支机器人地面试验平台及试验方法。
背景技术
对太空的争夺已经成为世界各国科技战略竞争的新制高点。为提早占领空间技术与应用高地，各国竞相发展在轨维修与更换、在轨加注及在轨装配等相关空间技术。其中，空间多分支机器人因具有广域工作空间内精细操作的能力，正逐渐成为各国争夺太空资源的核心设备。
空间多分支机器人在轨服役过程中，需面临诸多具有挑战性的任务，如：大型空间桁架攀爬、空间设施模块搬运及装配、空间设施巡检及维护、空间暴露平台载荷照料及辅助航天员出舱活动等。上述任务对空间多分支机器人系统的设计提出了高要求，如：大负载能力、高机动能力、高灵巧度及高可靠性等，同时也对空间多分支机器人系统的控制方法提出了挑战，如：大负载情况下的空间多分支机器人步态规划、视觉系统引导下的靶标对准、机械臂末端工具与捕获接口的对接及高精度空间装配等。为确保空间多分支机器人能够顺利完成在轨任务，需要在地面模拟空间环境，进行多项在轨任务试验。目前，国内外还没有针对空间多分支机器人设计的地面试验平台及试验方法。此外，针对其他任务设计的地面试验方法，如：气浮法、水浮法、自由落体法、吊丝配重法等，存在模拟时间短、模拟精度低、运动空间维度受限、可靠性较低、机器人密封性要求高、造价昂贵等问题，并且大部分不适用于空间多分支机器人的地面试验。
综上，针对空间多分支机器人地面试验需求，设计一种模拟精度高、模拟时长不受限制、模拟工作距离较长、灵活性较高、可靠性较高、成本较低的地面试验平台，并基于此试验平台设计合适的试验方法以模拟多种在轨任务具有重大战略意义。
发明内容
为解决背景技术存在的不足，本发明提供了一种空间多分支机器人地面试验平台及试验方法。该试验平台设备组成灵活多变，试验范围广，模拟精度高，模拟时长不受限制，模拟工作距离较长，模拟过程稳定，试验成本低。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种空间多分支机器人地面试验平台，包括空间多分支机器人、工业机器人系统A、六维力/力矩传感器A、工业机器人系统B、六维力/力矩传感器B、操作模块、空间设施功能模块、桁架、控制台、全局相机、天车，其中：
所述空间多分支机器人由多条串联型机械臂和空间多分支机器人躯干构成，每条机械臂末端安装有六维力/力矩传感器，用于反馈试验过程中机械臂与外界交互的接触力信息，六维力/力矩传感器的另一端与空间多分支机器人末端工具固定连接，空间多分支机器人躯干内安装有各分支机械臂控制器、通信模块、总体控制器；
所述工业机器人系统A用于重力补偿、模拟搬运负载运动，由工业机器人A及地面移动系统A组成，地面移动系统A由滑台A、导轨A组成，导轨A固定安装至地面，滑台A通过驱动元件实现在导轨A上的直线移动，并通过直线位移传感器反馈位移大小，工业机器人A固定安装至滑台A，通过滑台A实现工业机器人A整体沿导轨A的直线移动；
所述六维力/力矩传感器A的一端与工业机器人系统A的工业机器人A末端法兰固定连接，另一端与空间多分支机器人躯干固定连接，用于反馈试验过程中工业机器人A与空间多分支机器人之间的作用力信息，根据此信息进一步计算出工业机器人系统A的控制指令；
所述工业机器人系统B用于模拟操作负载运动，由工业机器人B和地面移动系统B组成，地面移动系统B由滑台B、导轨B组成，导轨B固定安装至地面，滑台B通过驱动元件实现在导轨B上的直线移动，并通过直线位移传感器反馈位移大小，工业机器人B固定安装至滑台B，通过滑台B实现工业机器人B整体沿导轨B的直线移动；
所述六维力/力矩传感器B的一端与工业机器人系统B的工业机器人B末端法兰固定连接，另一端与操作模块固定连接，用于反馈试验过程中工业机器人B与操作模块之间的作用力信息，根据此信息进一步计算出工业机器人系统B的控制指令；
所述操作模块固定安装于六维力/力矩传感器B的一端，用于模拟操作负载，验证空间多分支机器人的操作负载能力，操作模块上安装有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口；
所述空间设施功能模块用于模拟在轨装配任务中空间多分支机器人需要装配的对象，验证空间多分支机器人的在轨装配能力、装配控制算法等，空间设施功能模块上安装有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口；
所述桁架用于模拟大型空间桁架结构，验证空间多分支机器人桁架攀爬能力、步态规划算法等，桁架上有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口；
所述控制台用于接收试验过程中的所有传感器信息，控制空间多分支机器人、工业机器人系统A、工业机器人系统B的运动，其中传感器信息包括：空间多分支机器人各关节位置、速度、力矩、温度信息；空间多分支机器人末端六维力/力矩信息、末端相机图像信息；工业机器人系统A各关节位置、速度及力矩信息；工业机器人系统B各关节位置、速度及力矩信息；六维力/力矩传感器A信息、六维力/力矩传感器B信息；全局相机图像信息；
所述全局相机用于获取试验过程中的全局图像信息，为空间多分支机器人的运动规划提供参考信息。
所述天车固定安装于试验平台顶部，在试验准备阶段用于吊装各种试验设备，在试验过程中，天车通过绳索与空间多分支机器人相连，防止当工业机器人A失力时，重力对空间多分支机器人造成损害。
一种利用上述试验平台实现空间多分支机器人在轨任务地面试验的方法，包括如下步骤：
步骤S1、根据试验任务内容，搭建空间多分支机器人地面试验平台；
步骤S2、根据试验需求，设置试验参数，主要包括：重力补偿参数；模拟搬运负载的质量矩阵、惯性张量、质心位置；模拟操作负载的质量矩阵、惯性张量、质心位置；
步骤S3、根据试验参数设计工业机器人系统A、工业机器人系统B的控制方法；
步骤S4、开始试验，以不低于250Hz的频率，持续控制工业机器人系统A、工业机器人系统B；
步骤S5、控制空间多分支机器人完成试验任务；
步骤S6、试验任务完成。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明能够帮助研究人员在地面模拟空间微重力环境，开展空间多分支机器人多种在轨任务地面试验，有效验证空间多分支机器人的搬运负载能力、桁架攀爬能力、操作负载能力以及装配能力等，在空间多分支机器人构型及结构设计、控制系统及控制方法设计、自主作业任务规划方法等方面提供重要的数据参考。
2、本发明能够实现空间多分支机器人的重力补偿、搬运负载模拟、操作负载模拟，并且模拟精度高、模拟时长不受限制、模拟工作距离较长、模拟过程稳定、试验成本低。
3、本发明的试验平台可根据需求选择不同负载能力、工作半径的工业机器人，对空间多分支机器人的质量和尺寸具有更加广泛的适应性。
4、本发明的试验平台设备组成灵活多变，可根据试验任务需求灵活调整试验设备，能够完成桁架攀爬、空间设施功能模块装配、搬运负载模拟、操作负载模拟等在轨任务的地面试验，试验范围更广。
5、本发明的试验平台集成度较高，可与其他试验设备相结合，如热真空罐等，进行多种环境复合模拟的在轨任务试验，试验更加贴近真实空间环境。
附图说明
图1是本发明的空间多分支机器人地面试验平台构成；
图2是本发明的空间多分支机器人地面试验平台通信系统构成；
图3是本发明的空间多分支机器人地面试验方法利用工业机器人系统A实现重力补偿及模拟搬运负载运动计算方法原理框图；
图4是本发明的空间多分支机器人地面试验方法利用工业机器人系统A实现重力补偿及模拟搬运负载运动计算方法坐标系定义；
图5是本发明的空间多分支机器人地面试验方法利用工业机器人系统B实现模拟操作负载运动计算方法原理框图；
图6是本发明的空间多分支机器人地面试验方法利用工业机器人系统B实现模拟操作负载运动计算方法坐标系定义；
图7是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验平台构成示意图；
图8是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验平台桁架捕获接口及靶标示意图；
图9是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验过程示意图；
图10是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验工业机器人A关节角度变化曲线；
图11是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验空间四分支机器人分支A关节角度变化曲线；
图12是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验空间四分支机器人分支B关节角度变化曲线；
图13是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验空间四分支机器人分支C关节角度变化曲线；
图14是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验空间四分支机器人分支D关节角度变化曲线；
图15是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验空间四分支机器人躯干位置变化曲线；
图16是本发明的实施例空间四分支机器人桁架攀爬地面试验空间四分支机器人躯干姿态角变化曲线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种空间多分支机器人地面试验平台，如图1所示，所述地面试验平台包括空间多分支机器人、工业机器人系统A、六维力/力矩传感器A、工业机器人系统B、六维力/力矩传感器B、操作模块、空间设施功能模块、桁架、控制台、全局相机、天车等，上述设备中桁架、空间设施功能模块为可选项，可根据试验需求灵活组合，如桁架攀爬地面试验中，为获取更大的空间，可将空间设施功能模块暂时拆除，在空间设施功能模块装配地面试验中，再将空间设施功能模块重新安装，此外还可根据特定试验任务设计其他试验道具。
本发明中，所述空间多分支机器人为试验对象，其基本结构为多条串联型机械臂按照一定布局固定安装至躯干，分支数量不局限于图1所示的四分支，根据试验需求确定，每条机械臂末端安装有六维力/力矩传感器，用于反馈试验过程中机械臂与外界交互的接触力信息，六维力/力矩传感器的另一端与末端专用工具固定连接，空间多分支机器人末端工具与桁架、空间设施功能模块、操作模块上的捕获接口相匹配，用于完成桁架攀爬、装配空间设施功能模块、操作负载等任务。空间多分支机器人躯干内安装有各分支机械臂控制器、通信模块、总体控制器，各分支机械臂控制器用于控制各自机械臂运动，通信模块用于空间多分支机器人与控制台的通信，包括传输空间多分支机器人所有传感器的数据、获取控制台发出的控制指令，总体控制器用于向各分支机械臂控制器发送控制指令，躯干结构的刚度、强度要求较高，躯干的形状没有限制。
本发明中，所述工业机器人系统A由工业机器人A及地面移动系统A组成，地面移动系统A由滑台A、导轨A组成，导轨A固定安装至地面，滑台A可通过驱动元件实现在导轨A上的直线移动，并通过直线位移传感器反馈位移大小，工业机器人A固定安装至滑台A，通过滑台A实现工业机器人A整体沿导轨A的直线移动，因此，工业机器人系统A共有7个关节，包括工业机器人A的6个旋转关节、沿导轨A的移动关节。
本发明中，通过工业机器人系统A完成重力补偿、模拟搬运负载运动，工业机器人A和地面移动系统A的负载能力、工作半径、末端重复定位精度等需要参考空间多分支机器人质量、尺寸、末端工具容差能力、试验任务需求等选取。
本发明中，所述六维力/力矩传感器A的一端与工业机器人系统A的工业机器人A末端法兰固定连接，另一端与空间多分支机器人躯干固定连接，用于反馈试验过程中工业机器人A与空间多分支机器人之间的作用力信息，根据此信息进一步计算出工业机器人系统A的控制指令。
本发明中，所述工业机器人系统B由工业机器人B及地面移动系统B组成，地面移动系统B由滑台B、导轨B组成，导轨B固定安装至地面，滑台B可通过驱动元件实现在导轨B上的直线移动，并通过直线位移传感器反馈位移大小，工业机器人B固定安装至滑台B，通过滑台B实现工业机器人B整体沿导轨B的直线移动，因此，工业机器人系统B共有7个关节，包括工业机器人B的6个旋转关节、沿导轨B的移动关节。
本发明中，通过工业机器人系统B模拟操作负载运动，工业机器人B和地面移动系统B负载能力、工作半径、末端重复定位精度等性能指标需要参考操作模块质量、模拟运动距离、末端工具容差能力、试验任务需求等选取。
本发明中，所述六维力/力矩传感器B的一端与工业机器人系统B的工业机器人B末端法兰固定连接，另一端与操作模块固定连接，用于反馈试验过程中工业机器人B与操作模块之间的作用力信息，根据此信息进一步计算出工业机器人系统B的控制指令。
本发明中，所述操作模块固定安装于六维力/力矩传感器B的一端，用于模拟操作负载，验证空间多分支机器人的操作负载能力，操作模块上安装有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口，捕获接口两侧贴有用于视觉识别的靶标。
本发明中，所述空间设施功能模块用于模拟在轨装配任务中空间多分支机器人需要装配的对象，验证空间多分支机器人的在轨装配能力、装配控制算法等，空间设施功能模块上安装有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口，捕获接口两侧贴有用于视觉识别的靶标。
本发明中，所述桁架用于模拟大型空间桁架结构，验证空间多分支机器人桁架攀爬能力、步态规划算法等，桁架上有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口，捕获接口两侧贴有用于视觉识别的靶标。
本发明中，所述全局相机用于获取试验过程中的全局图像信息，为空间多分支机器人的运动规划提供参考信息。
本发明中，所述天车固定安装于试验平台顶部，在试验准备阶段用于吊装各种试验设备，在试验过程中，天车通过绳索与空间多分支机器人相连，防止当工业机器人A失力时，重力对空间多分支机器人造成损害。
如图2所示，在试验过程中，所述控制台能够接收试验过程中的所有传感器信息，控制空间多分支机器人、工业机器人系统A、工业机器人系统B的运动；其中传感器信息包括：空间多分支机器人各关节位置、速度、力矩、温度信息；空间多分支机器人末端六维力/力矩信息、末端相机图像信息；工业机器人系统A各关节位置、速度及力矩信息；工业机器人系统B各关节位置、速度及力矩信息；六维力/力矩传感器A信息、六维力/力矩传感器B信息；全局相机图像信息。
一种利用上述试验平台实现空间多分支机器人在轨任务地面试验的方法，包括如下步骤：
步骤S1、根据试验任务内容，搭建空间多分支机器人地面试验平台；
步骤S2、根据试验需求，设置试验参数，主要包括：重力补偿参数；模拟搬运负载的质量矩阵、惯性张量、质心位置；模拟操作负载的质量矩阵、惯性张量、质心位置；
步骤S3、根据试验参数设计工业机器人系统A、工业机器人系统B的控制方法；
本步骤中，通过工业机器人系统A补偿重力、模拟搬运负载可通过如图3所示的计算方法实现，计算过程所参考的坐标系定义如图4所示，空间多分支机器人躯干坐标系{B}位于空间多分支机器人躯干重心处，六维力/力矩传感器A坐标系{SA}由选用的六维力/力矩传感器决定，工业机器人系统A基座标系{RA}位于导轨A一端，模拟搬运负载质心坐标系{CA}位于模拟搬运负载质心处，空间多分支机器人分支1第m杆件坐标系{1m}位于空间多分支机器人分支1第m杆件重心处，具体计算步骤如下：
步骤S301、通过空间多分支机器人通信模块，获取空间多分支机器人关节信息；
步骤S302、基于步骤S301获取的关节信息，通过空间多分支机器人重力/重力矩补偿算法计算需要补偿的重力、重力矩：
Figure BDA0003902435800000121
Figure BDA0003902435800000122
Figure BDA0003902435800000123
式中，
Figure BDA0003902435800000124
代表分支n在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力，其中n为空间多分支机器人分支数量；
Figure BDA0003902435800000125
代表分支1的第m杆件在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力，其中m为杆件数量；
Figure BDA0003902435800000126
代表分支1的第m杆件坐标系到六维力/力矩传感器A坐标系{SA}的变换矩阵；
Figure BDA0003902435800000127
代表空间多分支机器人躯干在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力；
Figure BDA0003902435800000128
代表空间多分支机器人躯干坐标系{B}到六维力/力矩传感器A坐标系{SA}的变换矩阵；
Figure BDA0003902435800000129
代表空间多分支机器人在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力；
Figure BDA00039024358000001210
Figure BDA0003902435800000131
Figure BDA0003902435800000132
式中，
Figure BDA0003902435800000133
代表分支n在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩，其中n为空间多分支机器人分支数量；
Figure BDA0003902435800000134
代表分支1的第m杆件在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩，其中m为杆件数量；r1m代表分支1第m杆件重心在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的位置矢量；
Figure BDA0003902435800000135
代表空间多分支机器人躯干在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩；rB代表空间多分支机器人躯干重心在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的位置矢量；
Figure BDA0003902435800000136
代表空间多分支机器人在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩；
步骤S303、基于步骤S302计算得到的重力、重力矩以及末端六维力/力矩传感器A信息，计算模拟搬运负载驱动力/驱动力矩：
Figure BDA0003902435800000137
Figure BDA0003902435800000138
式中，
Figure BDA0003902435800000139
代表模拟搬运负载在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下所受的驱动力；
Figure BDA00039024358000001310
代表六维力/力矩传感器A在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的测量力；
Figure BDA00039024358000001311
代表模拟搬运负载在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下所受的驱动力矩；
Figure BDA00039024358000001312
代表六维力/力矩传感器A在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的测量力矩；
Figure BDA00039024358000001313
Figure BDA00039024358000001314
式中，
Figure BDA00039024358000001315
代表模拟搬运负载在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下所受的驱动力；
Figure BDA0003902435800000141
代表六维力/力矩传感器A坐标系{SA}相对于模拟搬运负载质心坐标系{CA}的变换矩阵；
Figure BDA0003902435800000142
代表模拟搬运负载在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下所受的驱动力矩；
Figure BDA0003902435800000143
代表六维力/力矩传感器A坐标系{SA}原点在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下的位置矢量；
步骤S304、通过工业机器人系统A通信模块，获取工业机器人系统A关节信息；
步骤S305、基于步骤S304获取的关节信息，通过工业机器人系统A正运动学，计算模拟搬运负载的当前位姿、速度：
Figure BDA0003902435800000144
式中，
Figure BDA0003902435800000145
代表模拟搬运负载当前在工业机器人系统A基座标系{RA}下的位姿；fA为工业机器人系统A正运动学函数；qA为工业机器人系统A当前关节角度/关节位移；
Figure BDA0003902435800000146
式中，
Figure BDA0003902435800000147
代表模拟搬运负载当前在工业机器人系统A基座标系{RA}下的线速度；
Figure BDA0003902435800000148
代表模拟搬运负载当前在工业机器人系统A基座标系{RA}下的角速度；JA(qA)代表当前模拟搬运负载质心坐标系{CA}相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的速度变换矩阵，
Figure BDA0003902435800000149
代表工业机器人系统A当前关节角速度/关节线速度；
步骤S306、基于步骤S305计算得到的模拟搬运负载当前速度及步骤S303计算得到的模拟搬运负载驱动力/驱动力矩，通过模拟搬运负载的动力学模型计算模拟搬运负载的期望位姿变化：
Figure BDA0003902435800000151
Figure BDA0003902435800000152
式中，
Figure BDA0003902435800000153
代表模拟搬运负载在工业机器人系统A基座标系{RA}下的线加速度；
Figure BDA0003902435800000154
为模拟搬运负载质量；
Figure BDA0003902435800000155
代表模拟搬运负载在工业机器人系统A基座标系{RA}下的角加速度；
Figure BDA0003902435800000156
代表模拟搬运负载质心坐标系{CA}相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的变换矩阵；
Figure BDA0003902435800000157
代表模拟搬运负载在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下的惯性张量；
Figure BDA0003902435800000158
式中，
Figure BDA0003902435800000159
代表ΔT时间内模拟搬运负载相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的位姿变化；
步骤S307、基于步骤S306计算得到的模拟搬运负载期望位姿变化及步骤S305计算得到的模拟搬运负载当前位姿，计算模拟搬运负载的期望位姿：
Figure BDA00039024358000001510
式中，
Figure BDA00039024358000001511
代表模拟搬运负载在ΔT时间后相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的期望位姿；
步骤S308、基于步骤S307计算得到的模拟搬运负载期望位姿，通过工业机器人系统A的逆运动学，计算工业机器人系统A期望关节角度/关节位移：
Figure BDA0003902435800000161
式中，θAg代表模拟搬运负载到达期望位姿时工业机器人系统A的关节角度/关节位移；fA -1代表以模拟搬运负载质心坐标系{CA}为末端，以工业机器人系统A基座标系{RA}为基座的逆运动学函数；
步骤S309、将步骤S308计算得到的关节角度/关节位移发送至工业机器人系统A关节控制器，控制工业机器人运动。
通过工业机器人系统B模拟操作负载运动可通过如图5所示的计算方法实现，计算过程所参考的坐标系定义如图6所示，六维力/力矩传感器B坐标系{SB}由选用的六维力/力矩传感器决定，工业机器人系统B基座标系{RB}位于导轨B的一端，模拟操作负载质心坐标系{CB}位于模拟操作负载质心处，且默认模拟操作负载质心、重心重合，操作模块重心坐标系{M}位于操作模块中心处，具体计算步骤如下：
步骤S310、通过操作模块重力/重力矩补偿算法，计算需要补偿的重力、重力矩；
Figure BDA0003902435800000162
Figure BDA0003902435800000163
式中，
Figure BDA0003902435800000164
代表操作模块在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下的重力；
Figure BDA0003902435800000165
代表操作模块重心坐标系{M}相对于六维力/力矩传感器B坐标系{SB}的变换矩阵；MGM代表操作模块在操作模块重心坐标系{M}下的重力；
Figure BDA0003902435800000166
代表操作模块在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下的重力矩；rM代表操作模块重心在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下的位置矢量；
步骤S311、基于S310计算得到的补偿重力、重力矩以及六维力/力矩传感器B信息，计算模拟操作负载驱动力/驱动力矩：
Figure BDA0003902435800000171
Figure BDA0003902435800000172
式中，
Figure BDA0003902435800000173
代表模拟操作负载在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下所受的驱动力；
Figure BDA0003902435800000174
代表六维力/力矩传感器B在六维力/力矩传感器坐标系{SB}下的测量力；
Figure BDA0003902435800000175
代表模拟操作负载在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下所受的驱动力矩；
Figure BDA0003902435800000176
代表六维力/力矩传感器B在六维力/力矩传感器坐标系{SB}下的测量力矩；
Figure BDA0003902435800000177
Figure BDA0003902435800000178
式中，
Figure BDA0003902435800000179
代表模拟操作负载在模拟操作负载质心坐标系{CB}下所受的驱动力；
Figure BDA00039024358000001710
代表六维力/力矩传感器B坐标系{SB}相对于模拟操作负载质心坐标系{CB}的变换矩阵；
Figure BDA00039024358000001711
代表模拟操作负载在模拟操作负载质心坐标系{CB}下所受的驱动力矩；
Figure BDA00039024358000001712
代表六维力/力矩传感器B坐标系{SB}原点在模拟操作负载质心坐标系{CB}下的位置矢量；
步骤S312、通过工业机器人系统B通信模块，获取工业机器人系统B关节信息；
步骤S313、基于步骤S312获取的关节信息，通过工业机器人系统B正运动学，计算模拟操作负载的当前位姿、速度：
Figure BDA0003902435800000181
式中，
Figure BDA0003902435800000182
代表模拟操作负载当前在工业机器人系统B基座标系{RB}下的位姿；fB为工业机器人系统B正运动学函数；qB为工业机器人系统B当前关节角度/关节位移；
Figure BDA0003902435800000183
式中，
Figure BDA0003902435800000184
代表模拟操作负载当前在工业机器人系统B基座标系{RB}下的线速度；
Figure BDA0003902435800000185
代表模拟操作负载当前在工业机器人系统B基座标系{RB}下的角速度；JB(qB)代表当前模拟操作负载质心坐标系{CB}相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的速度变换矩阵，
Figure BDA0003902435800000186
代表工业机器人系统B当前关节角速度/关节线速度；
步骤S314、基于步骤S313计算得到的模拟操作负载当前速度及步骤S311计算得到的模拟操作负载驱动力/驱动力矩，通过模拟操作负载的动力学模型计算模拟操作负载的期望位姿变化：
Figure BDA0003902435800000187
Figure BDA0003902435800000188
式中，
Figure BDA0003902435800000189
代表模拟操作负载在工业机器人系统B基座标系{RB}下的线加速度；
Figure BDA00039024358000001810
为模拟操作负载质量；
Figure BDA00039024358000001811
代表模拟操作负载在工业机器人系统B基座标系{RB}下的角加速度；
Figure BDA00039024358000001812
代表模拟操作负载质心坐标系{CB}相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的变换矩阵；
Figure BDA00039024358000001813
代表模拟操作负载在模拟操作负载质心坐标系{CB}下的惯性张量；
Figure BDA0003902435800000191
式中，
Figure BDA0003902435800000192
代表ΔT时间内模拟操作负载相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的位姿变化；
步骤S315、基于步骤S314计算得到的模拟操作负载期望位姿变化及步骤S313计算得到的模拟操作负载当前位姿，计算模拟操作负载的期望位姿：
Figure BDA0003902435800000193
式中，
Figure BDA0003902435800000194
代表模拟操作负载在ΔT时间后相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的期望位姿；
步骤S316、基于步骤S315计算得到的模拟操作负载期望位姿，通过工业机器人系统B的逆运动学，计算工业机器人系统B期望关节角度/关节位移：
Figure BDA0003902435800000195
式中，θBg代表模拟操作负载到达期望位姿时工业机器人系统B的关节角度/关节位移；fB -1代表以模拟操作负载质心坐标系{CB}为末端，以工业机器人系统B基座标系{RB}为基座的逆运动学函数；
步骤S317、将步骤S316计算得到的关节角度/关节位移发送至工业机器人系统B关节控制器，控制工业机器人运动。
步骤S4、开始试验，以不低于250Hz的频率，持续控制工业机器人系统A、工业机器人系统B；
步骤S5、控制空间多分支机器人完成试验任务。
步骤S6、试验任务完成。
实施例：
本实施例以空间四分支机器人桁架攀爬任务地面试验为例，具体步骤如下：
步骤S1、搭建空间四分支机器人地面试验平台，如图7所示，所述地面试验平台包括空间四分支机器人、工业机器人系统A、六维力/力矩传感器A、工业机器人系统B、六维力/力矩传感器B、操作模块、桁架、控制台、全局相机、天车等。
本实施例中，空间四分支机器人由四条Kuka iiwa14机械臂及躯干组成，每条机械臂长度1306mm，重量29.9kg，负载14kg，控制频率最快可达1000Hz，根据空间四分支机器人的重量及尺寸，以及考虑到空间四分支机器人末端工具容差能力在5mm左右，工业机器人A选用ABB公司的IRB 6700-245/3.00型号工业机器人，其工作范围3m，负载245kg，末端重复定位精度0.05mm，控制频率可达250Hz，选用的地面移动系统负载为3000kg，移动范围5m，控制频率可达250Hz。
由于本试验不涉及操作负载能力测试，因此工业机器人系统B可选用ABB公司的IRB 4600-60/2.05型号工业机器人，其工作范围2.05m，负载60kg，末端重复定位精度0.06mm，选用的地面移动系统负载为2000kg，移动范围5m，控制频率可达250Hz。
空间四分支机器人的每条机械臂末端选用Robotiq公司FT-300型号六维力/力矩传感器，末端工具内部的相机选用Intel公司Realsense D405型号视觉传感器，六维力/力矩传感器A和六维力/力矩传感器B选用ATI公司的Delta系列六维力/力矩传感器，全局相机选用Basler公司Ace 2Pro系列相机。
本实施例中，如图8所示，桁架捕获接口两侧贴有Aucro开源库生成的靶标，左右各有一个粗定位靶标和一个精定位靶标。
步骤S2、设置模拟搬运负载的质量矩阵、惯性张量、质心位置。
步骤S3、根据试验参数设计工业机器人系统A控制方法；
步骤S4、以250Hz频率，持续控制工业机器人系统A模拟负载运动。
步骤S5、控制空间四分支机器人完成试验任务。
空间四分支机器人桁架攀爬任务地面试验过程如图9所示，试验过程中各数据变化曲线如图10～图16所示。

Claims (8)

1.一种空间多分支机器人地面试验平台，其特征在于所述试验平台包括空间多分支机器人、工业机器人系统A、六维力/力矩传感器A、工业机器人系统B、六维力/力矩传感器B、操作模块、控制台、全局相机、天车，其中：
所述空间多分支机器人由多条串联型机械臂和空间多分支机器人躯干构成，每条机械臂末端安装有六维力/力矩传感器，用于反馈试验过程中机械臂与外界交互的接触力信息，六维力/力矩传感器的另一端与空间多分支机器人末端工具固定连接，空间多分支机器人躯干内安装有各分支机械臂控制器、通信模块、总体控制器；
所述工业机器人系统A用于重力补偿、模拟搬运负载运动，由工业机器人A及地面移动系统A组成，地面移动系统A由滑台A、导轨A组成，导轨A固定安装至地面，滑台A通过驱动元件实现在导轨A上的直线移动，并通过直线位移传感器反馈位移大小，工业机器人A固定安装至滑台A，通过滑台A实现工业机器人A整体沿导轨A的直线移动；
所述六维力/力矩传感器A的一端与工业机器人系统A的工业机器人A末端法兰固定连接，另一端与空间多分支机器人躯干固定连接，用于反馈试验过程中工业机器人A与空间多分支机器人之间的作用力信息，根据此信息进一步计算出工业机器人系统A的控制指令；
所述工业机器人系统B用于模拟操作负载运动，由工业机器人B和地面移动系统B组成，地面移动系统B由滑台B、导轨B组成，导轨B固定安装至地面，滑台B通过驱动元件实现在导轨B上的直线移动，并通过直线位移传感器反馈位移大小，工业机器人B固定安装至滑台B，通过滑台B实现工业机器人B整体沿导轨B的直线移动；
所述六维力/力矩传感器B的一端与工业机器人系统B的工业机器人B末端法兰固定连接，另一端与操作模块固定连接，用于反馈试验过程中工业机器人B与操作模块之间的作用力信息，根据此信息进一步计算出工业机器人系统B的控制指令；
所述操作模块固定安装于六维力/力矩传感器B的一端，用于模拟操作负载，验证空间多分支机器人的操作负载能力，操作模块上安装有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口；
所述控制台用于接收试验过程中的所有传感器信息，控制空间多分支机器人、工业机器人系统A、工业机器人系统B的运动；
所述全局相机用于获取试验过程中的全局图像信息，为空间多分支机器人的运动规划提供参考信息；
所述天车固定安装于试验平台顶部，在试验准备阶段用于吊装各种试验设备，在试验过程中，天车通过绳索与空间多分支机器人相连，防止当工业机器人A失力时，重力对空间多分支机器人造成损害。
2.根据权利要求1所述的空间多分支机器人地面试验平台，其特征在于所述试验平台还包括桁架和空间设施功能模块，其中：
所述空间设施功能模块用于模拟在轨装配任务中空间多分支机器人需要装配的对象，验证空间多分支机器人的在轨装配能力、装配控制算法，空间设施功能模块上安装有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口；
所述桁架用于模拟大型空间桁架结构，验证空间多分支机器人桁架攀爬能力、步态规划算法，桁架上有与空间多分支机器人末端工具相匹配的捕获接口。
3.根据权利要求2所述的空间多分支机器人地面试验平台，其特征在于所述桁架和空间设施功能模块的捕获接口两侧均贴有用于视觉识别的靶标。
4.根据权利要求1所述的空间多分支机器人地面试验平台，其特征在于所述空间多分支机器人躯干内安装的各分支机械臂控制器用于控制各自机械臂运动，通信模块用于空间多分支机器人与控制台的通信，包括传输空间多分支机器人所有传感器的数据、获取控制台发出的控制指令，总体控制器用于向各分支机械臂控制器发送控制指令。
5.根据权利要求1所述的空间多分支机器人地面试验平台，其特征在于所述传感器信息包括：空间多分支机器人各关节位置、速度、力矩、温度信息；空间多分支机器人末端六维力/力矩信息、末端相机图像信息；工业机器人系统A各关节位置、速度及力矩信息；工业机器人系统B各关节位置、速度及力矩信息；六维力/力矩传感器A信息、六维力/力矩传感器B信息；全局相机图像信息。
6.一种利用权利要求1-5任一项所述试验平台实现空间多分支机器人在轨任务地面试验的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤S1、根据试验任务内容，搭建空间多分支机器人地面试验平台；
步骤S2、根据试验需求，设置试验参数，主要包括：重力补偿参数；模拟搬运负载的质量矩阵、惯性张量、质心位置；模拟操作负载的质量矩阵、惯性张量、质心位置；
步骤S3、根据试验参数设计工业机器人系统A、工业机器人系统B的控制方法；
步骤S4、开始试验，以不低于250Hz的频率，持续控制工业机器人系统A、工业机器人系统B；
步骤S5、控制空间多分支机器人完成试验任务；
步骤S6、试验任务完成。
7.根据权利要求6所述的空间多分支机器人在轨任务地面试验方法，其特征在于所述步骤S3中，根据试验参数设计工业机器人系统A的控制方法的具体步骤如下：
步骤S301、通过空间多分支机器人通信模块，获取空间多分支机器人关节信息；
步骤S302、基于步骤S301获取的关节信息，通过空间多分支机器人重力/重力矩补偿算法计算需要补偿的重力、重力矩：
式中，代表分支n在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力，其中n为空间多分支机器人分支数量；代表分支1的第m杆件在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力，其中m为杆件数量；代表分支1的第m杆件坐标系到六维力/力矩传感器A坐标系{SA}的变换矩阵；代表空间多分支机器人躯干在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力；代表空间多分支机器人躯干坐标系{B}到六维力/力矩传感器A坐标系{SA}的变换矩阵；代表
空间多分支机器人在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力；
式中，代表分支n在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩，其中n为空间多分支机器人分支数量；代表分支1的第m杆件在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩，其中m为杆件数量；r1m代表分支1第m杆件重心在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的位置矢量；代表空间多分支机器人躯干在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩；rB代表空间多分支机器人躯干重心在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的位置矢量；代表空间多分支机器人在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的重力矩；
步骤S303、基于步骤S302计算得到的重力、重力矩以及末端六维力/力矩传感器A信息，计算模拟搬运负载驱动力/驱动力矩：
式中，代表模拟搬运负载在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下所受的驱动力；代表六维力/力矩传感器A在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的测量力；代表模拟搬运负载在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下所受的驱动力矩；代表六维力/力矩传感器A在六维力/力矩传感器A坐标系{SA}下的测量力矩；
式中，代表模拟搬运负载在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下所受的驱动力；代表六维力/力矩传感器A坐标系{SA}相对于模拟搬运负载质心坐标系{CA}的变换矩阵；代表模拟搬运负载在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下所受的驱动力矩；代表六维力/力矩传感器A坐标系{SA}原点在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下的位置矢量；
步骤S304、通过工业机器人系统A通信模块，获取工业机器人系统A关节信息；
步骤S305、基于步骤S304获取的关节信息，通过工业机器人系统A正运动学，计算模拟搬运负载的当前位姿、速度：
式中，代表模拟搬运负载当前在工业机器人系统A基座标系{RA}下的位姿；fA为工业机器人系统A正运动学函数；qA为工业机器人系统A当前关节角度/关节位移；
式中，代表模拟搬运负载当前在工业机器人系统A基座标系{RA}下的线速度；代表模拟搬运负载当前在工业机器人系统A基座标系{RA}下的角速度；JA(qA)代表当前模拟搬运负载质心坐标系{CA}相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的速度变换矩阵，代表工业机器人系统A当前关节角速度/关节线速度；
步骤S306、基于步骤S305计算得到的模拟搬运负载当前速度及步骤S303计算得到的模拟搬运负载驱动力/驱动力矩，通过模拟搬运负载的动力学模型计算模拟搬运负载的期望位姿变化：
式中，代表模拟搬运负载在工业机器人系统A基座标系{RA}下的线加速度；为模拟搬运负载质量；代表模拟搬运负载在工业机器人系统A基座标系{RA}下的角加速度；代表模拟搬运负载质心坐标系{CA}相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的变换矩阵；代表模拟搬运负载在模拟搬运负载质心坐标系{CA}下的惯性张量；
式中，代表ΔT时间内模拟搬运负载相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的位姿变化；
步骤S307、基于步骤S306计算得到的模拟搬运负载期望位姿变化及步骤S305计算得到的模拟搬运负载当前位姿，计算模拟搬运负载的期望位姿：
式中，代表模拟搬运负载在ΔT时间后相对于工业机器人系统A基座标系{RA}的期望位姿；
步骤S308、基于步骤S307计算得到的模拟搬运负载期望位姿，通过工业机器人系统A的逆运动学，计算工业机器人系统A期望关节角度/关节位移：
式中，θAg代表模拟搬运负载到达期望位姿时工业机器人系统A的关节角度/关节位移；fA -1代表以模拟搬运负载质心坐标系{CA}为末端，以工业机器人系统A基座标系{RA}为基座的逆运动学函数；
步骤S309、将步骤S308计算得到的关节角度/关节位移发送至工业机器人系统A关节控制器，控制工业机器人运动。
8.根据权利要求6所述的空间多分支机器人在轨任务地面试验方法，其特征在于所述步骤S3中，根据试验参数设计工业机器人系统B的控制方法的具体步骤如下：
步骤S310、通过操作模块重力/重力矩补偿算法，计算需要补偿的重力、重力矩；
式中，代表操作模块在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下的重力；代表操作模块重心坐标系{M}相对于六维力/力矩传感器B坐标系{SB}的变换矩阵；MGM代表操作模块在操作模块重心坐标系{M}下的重力；代表操作模块在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下的重力矩；rM代表操作模块重心在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下的位置矢量；
步骤S311、基于S310计算得到的补偿重力、重力矩以及六维力/力矩传感器B信息，计算模拟操作负载驱动力/驱动力矩：
式中，代表模拟操作负载在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下所受的驱动力；代表六维力/力矩传感器B在六维力/力矩传感器坐标系{SB}下的测量力；代表模拟操作负载在六维力/力矩传感器B坐标系{SB}下所受的驱动力矩；代表六维力/力矩传感器B在六维力/力矩传感器坐标系{SB}下的测量力矩；
式中，代表模拟操作负载在模拟操作负载质心坐标系{CB}下所受的驱动力；代表六维力/力矩传感器B坐标系{SB}相对于模拟操作负载质心坐标系{CB}的变换矩阵；代表模拟操作负载在模拟操作负载质心坐标系{CB}下所受的驱动力矩；代表六维力/力矩传感器B坐标系{SB}原点在模拟操作负载质心坐标系{CB}下的位置矢量；
步骤S312、通过工业机器人系统B通信模块，获取工业机器人系统B关节信息；
步骤S313、基于步骤S312获取的关节信息，通过工业机器人系统B正运动学，计算模拟操作负载的当前位姿、速度：
式中，代表模拟操作负载当前在工业机器人系统B基座标系{RB}下的位姿；fB为工业机器人系统B正运动学函数；qB为工业机器人系统B当前关节角度/关节位移；
式中，代表模拟操作负载当前在工业机器人系统B基座标系{RB}下的线速度；代表模拟操作负载当前在工业机器人系统B基座标系{RB}下的角速度；JB(qB)代表当前模拟操作负载质心坐标系{CB}相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的速度变换矩阵，代表工业机器人系统B当前关节角速度/关节线速度；
步骤S314、基于步骤S313计算得到的模拟操作负载当前速度及步骤S311计算得到的模拟操作负载驱动力/驱动力矩，通过模拟操作负载的动力学模型计算模拟操作负载的期望位姿变化：
式中，代表模拟操作负载在工业机器人系统B基座标系{RB}下的线加速度；为模拟操作负载质量；代表模拟操作负载在工业机器人系统B基座标系{RB}下的角加速度；代表模拟操作负载质心坐标系{CB}相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的变换矩阵；代表模拟操作负载在模拟操作负载质心坐标系{CB}下的惯性张量；
式中，代表ΔT时间内模拟操作负载相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的位姿变化；
步骤S315、基于步骤S314计算得到的模拟操作负载期望位姿变化及步骤S313计算得到的模拟操作负载当前位姿，计算模拟操作负载的期望位姿：
式中，代表模拟操作负载在ΔT时间后相对于工业机器人系统B基座标系{RB}的期望位姿；
步骤S316、基于步骤S315计算得到的模拟操作负载期望位姿，通过工业机器人系统B的逆运动学，计算工业机器人系统B期望关节角度/关节位移：
式中，θBg代表模拟操作负载到达期望位姿时工业机器人系统B的关节角度/关节位移；fB -1代表以模拟操作负载质心坐标系{CB}为末端，以工业机器人系统B基座标系{RB}为基座的逆运动学函数；
步骤S317、将步骤S316计算得到的关节角度/关节位移发送至工业机器人系统B关节控制器，控制工业机器人运动。
CN202211293939.2A 2022-10-21 2022-10-21 空间多分支机器人地面试验平台及试验方法 Active CN115561004B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211293939.2A CN115561004B (zh) 2022-10-21 2022-10-21 空间多分支机器人地面试验平台及试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211293939.2A CN115561004B (zh) 2022-10-21 2022-10-21 空间多分支机器人地面试验平台及试验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115561004A CN115561004A (zh) 2023-01-03
CN115561004B true CN115561004B (zh) 2023-04-18

Family

ID=84746165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211293939.2A Active CN115561004B (zh) 2022-10-21 2022-10-21 空间多分支机器人地面试验平台及试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115561004B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117208238A (zh) * 2023-09-12 2023-12-12 中山大学 一种三足空间机器人组装地面模拟实验系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102778886A (zh) * 2012-03-20 2012-11-14 北京空间飞行器总体设计部 平面四自由度机械臂控制系统模拟验证平台
CN103955207A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 哈尔滨工业大学 一种三爪式空间末端执行器在微重力环境下的捕获容差能力测试系统及方法
KR101717413B1 (ko) * 2017-01-25 2017-03-16 한국항공우주연구원 우주 로봇 팔의 지상 모사 시험 장치
CN108621202A (zh) * 2018-05-15 2018-10-09 清华大学深圳研究生院 多臂空间机器人协同精细操作地面实验系统
CN111571563A (zh) * 2020-05-22 2020-08-25 上海交通大学 小行星附着机构半物理仿真系统及方法
CN113071721A (zh) * 2021-04-22 2021-07-06 中国科学院沈阳自动化研究所 一种空间机械臂三维运动重力补偿系统
WO2021238049A1 (zh) * 2020-05-28 2021-12-02 杭州键嘉机器人有限公司 机械臂的多负载自适应重力补偿方法、装置及控制设备
CN114261543A (zh) * 2021-12-14 2022-04-01 哈尔滨工业大学（深圳） 一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台、系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8805584B2 (en) * 2011-11-22 2014-08-12 Disney Enterprises, Inc Kinematic and dynamic calibration methods for legged robots with force-controlled joints

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102778886A (zh) * 2012-03-20 2012-11-14 北京空间飞行器总体设计部 平面四自由度机械臂控制系统模拟验证平台
CN103955207A (zh) * 2014-04-24 2014-07-30 哈尔滨工业大学 一种三爪式空间末端执行器在微重力环境下的捕获容差能力测试系统及方法
KR101717413B1 (ko) * 2017-01-25 2017-03-16 한국항공우주연구원 우주 로봇 팔의 지상 모사 시험 장치
CN108621202A (zh) * 2018-05-15 2018-10-09 清华大学深圳研究生院 多臂空间机器人协同精细操作地面实验系统
CN111571563A (zh) * 2020-05-22 2020-08-25 上海交通大学 小行星附着机构半物理仿真系统及方法
WO2021238049A1 (zh) * 2020-05-28 2021-12-02 杭州键嘉机器人有限公司 机械臂的多负载自适应重力补偿方法、装置及控制设备
CN113071721A (zh) * 2021-04-22 2021-07-06 中国科学院沈阳自动化研究所 一种空间机械臂三维运动重力补偿系统
CN114261543A (zh) * 2021-12-14 2022-04-01 哈尔滨工业大学（深圳） 一种面向空间多臂航天器系统的地面试验平台、系统及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘宏 ; 李志奇 ; 刘伊威 ; 金明河 ; 倪风雷 ; 刘业超 ; 夏进军 ; 张元飞 ; .天宫二号机械手关键技术及在轨试验.中国科学:技术科学.2018,(12),1313-1320. *
颜世佐 ; 谢箭 ; 强文义 ; .空间机器人地面试验系统建模与规划.控制工程.2009,(02),223-226. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN115561004A (zh) 2023-01-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110545962B (zh) 线缆驱动式并联操纵器
CN102802867B (zh) 用于在空间上定向至少两个子组件部件的装置和方法
CN111400917B (zh) 一种可变结构的绳索牵引并联机器人的运动学优化求解方法
CN108621202B (zh) 多臂空间机器人协同精细操作地面实验系统
CN109397265A (zh) 一种基于动力学模型的关节型工业机器人拖拽示教方法
US9573272B2 (en) Operating method for a positioning system
CN115561004B (zh) 空间多分支机器人地面试验平台及试验方法
CN103846649A (zh) 一种用于精密装配的两级并联机器人装置
CN108582031A (zh) 一种基于力反馈主从控制的带电作业机器人支接引线搭接方法
BostelMan et al. RoboCrane [R] project: an advanced concept for large scale manufacturing
WO2023091991A1 (en) Improved system, method and apparatus for airship manufacture using robotics
Xu et al. Mobility and manipulation of a light-weight space robot
CN108462108A (zh) 一种基于力反馈主从控制的带电作业机器人耐张绝缘子更换方法
CN114603603B (zh) 空间机械臂在轨操作的地面模拟装置及模拟方法
Wang et al. Docking strategy for a space station container docking device based on adaptive sensing
CN107571245A (zh) 一种数控6自由度并联机构小型吊运机
Pott et al. Classification and architecture
Filipovic et al. Contribution to the modeling of cable-suspended parallel robot hanged on the four points
Burkhardt et al. Towards Modeling and Control of a Crane-Collaboration for the Automated Assembly of Timber Structures
Zhang et al. Design of a Live Work Climbing Robot Platform for the Distribution
Crymble et al. Experiments on robotic capture of objects in space
Elhardt et al. The Motion Suspension System–MSS: A Cable-Driven System for On-Ground Tests of Space Robots
Chen et al. Design and Verification of Microgravity Simulation System for Space Station Manipulator
Bartoš et al. Conceptual Design and Simulation of Cable-driven Parallel Robot for Inspection and Monitoring Tasks
US20240043246A1 (en) Haptic feedback system for anti-sway control of a payload

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant