空間機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)-資料下載頁(yè)
2025-08-05 10:41本頁(yè)面
【正文】 。 m，重174 kg。所攜帶的計(jì)算機(jī)每秒能執(zhí)行約2 000萬(wàn)條指令?；鹦强缮斐鲆粋€(gè)桅桿式結(jié)構(gòu)，并具有可拍攝火星表面彩色照片的全景照相機(jī)，不斷向地面控鋪發(fā)回火星巖石、土壤和大氣的信息并拍攝大量圖片。在火星車上裝有一個(gè)機(jī)械臂，稱為大，位系統(tǒng)(Instrument Positioning System, IPS)。該機(jī)械臂有5個(gè)自由度（肩部2個(gè)，肘部1個(gè)，腕部2個(gè)），重量約4 kg，負(fù)載能力為2 kg。在機(jī)械臂的末端安裝有一個(gè)相當(dāng)錘子的工具，能在火星巖石上打出直徑45 mm、深5 mm的洞，從而為研究巖石的內(nèi)部結(jié)成分提供了條件。MARS具有自主導(dǎo)航功能，可以自行躲避障礙物。日本空間局計(jì)劃向月球發(fā)射的無(wú)人探測(cè)器包括軌道器、著陸器和漫游者。安裝在月球漫游車Micro5上面的微型機(jī)械臂有5個(gè)自由度，每個(gè)關(guān)節(jié)由超聲電機(jī)驅(qū)動(dòng)。該機(jī)械臂安裝展望鏡和取樣工具，并且可以操作儀器設(shè)備。 我國(guó)空間機(jī)器人的研究概況圖 13 中國(guó)EMR空間機(jī)器人我國(guó)的空間機(jī)器人的研究起步較晚，國(guó)內(nèi)的一些研究所和高校，在“八五”期間進(jìn)行了空間機(jī)器人基礎(chǔ)項(xiàng)目以及地面仿真平臺(tái)的研制工作。國(guó)家高技術(shù)領(lǐng)域演示項(xiàng)目——“艙外自由移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)”EMR（如圖13所示），屬于一套能夠執(zhí)行行走與操作能力的艙外空間機(jī)器人系統(tǒng)，如圖13 所示。這種移動(dòng)機(jī)器人可以執(zhí)行擰螺絲、插拔插頭及抓拿漂浮物等精細(xì)操作；而且該空間機(jī)器人可以利用預(yù)先輸入的操作指令以及空間站遙控，執(zhí)行對(duì)空間站的裝配、檢測(cè)與維修任務(wù)，并承擔(dān)照看及維護(hù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)等服務(wù)的工作?？臻g機(jī)器人在國(guó)外已經(jīng)獲得較好的應(yīng)用，而在我國(guó)目前還處于探索階段。隨著我國(guó)空間實(shí)驗(yàn)室“天宮二號(hào)”目標(biāo)飛行器提上日程，大型空間機(jī)械臂研制也在加快進(jìn)行。通過(guò)參考國(guó)外成熟的技術(shù)和發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展具有自己空間特色的機(jī)器人技術(shù)無(wú)疑將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。3 空間機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)(Development directions of Space Robot)綜觀國(guó)際空間機(jī)器人領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，空間機(jī)器人呈現(xiàn)出以下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì):(1)空間機(jī)器人由艙內(nèi)作業(yè)(ROTEX)走向艙外服務(wù)(ETS—Ⅶ)。(2)空間機(jī)器人系統(tǒng)的智能化程度更高(如ETS—Ⅶ、SSRMS、NASA)，過(guò)去只能由人類宇航員實(shí)現(xiàn)的危險(xiǎn)作業(yè)逐步由遙操作或半自主操作的空間作業(yè)機(jī)構(gòu)代替。(3)基于圖形預(yù)測(cè)仿真的大時(shí)延遙操作成為空間機(jī)器人系統(tǒng)的重要組成部分( ROTEX、ETS Ⅶ)。(4)基于觸覺(jué)和視覺(jué)傳感功能、具有臨場(chǎng)感的遠(yuǎn)程遙操作成為空間作業(yè)系統(tǒng)的基本功能(ROKVISS等)。(5)由于通信時(shí)延和微重力作用的緣故，中低速移動(dòng)機(jī)器人將是未來(lái)空間機(jī)器人研制的主流。(6)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制方案相結(jié)合是研制靈活可靠的空間機(jī)器人的未來(lái)主流設(shè)計(jì)方向。4 結(jié)論(Conclusion)本文根據(jù)用途不同，對(duì)空間機(jī)器人進(jìn)行了明確分類，對(duì)各類空間機(jī)器人的發(fā)展情況進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并在文末對(duì)空間機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)做出了猜想。空間機(jī)器人因可代替人類宇航員完成一些列復(fù)雜、危險(xiǎn)的操作任務(wù)，在宇航探索和開(kāi)發(fā)的空中優(yōu)勢(shì)爭(zhēng)奪中扮演了重要的角色。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家中，空間機(jī)器人已經(jīng)得到了較為全面的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，囿于國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域起步較遲，我國(guó)關(guān)于空間機(jī)器人的研究仍處于探索階段。為進(jìn)一步發(fā)展太空科技，提升戰(zhàn)略地位。我國(guó)在空間機(jī)器人方面的研究亟需奮起直追。參考文獻(xiàn)(References)[1] 張文輝, 葉曉平, 季曉明, 等. 國(guó)內(nèi)外空間機(jī)器人技術(shù)發(fā)展綜述[D]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 航天學(xué)院, 20130409 .[2] 劉宏. 空間機(jī)器人及其遙操作[M]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 201291.[3] 陳勝軍. 我國(guó)空間機(jī)器人RSM 問(wèn)題的若干基本問(wèn)題探討[D]. 南京:東南大學(xué)儀器科學(xué)與工程系, 2002 年9 月.[4] 劉方湖, 陳建平, 馬培蓀 等. 行星探測(cè)機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[D]. 上海:上海交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院, 2002 年5 月.[5] 梁斌, 杜曉東, 李成 等. 空間機(jī)器人非合作航天器在軌服務(wù)研究進(jìn)展[D]. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)空間智能系統(tǒng)研究所, 2012年3月.[6] 李華忠, 梁永生, 洪炳熔. 空間機(jī)器人連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡控制建模和仿真研究[D]. 深圳信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院軟件工程系, 2008年9月.
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