漂浮基刚-柔协作多臂空间机器人动力学与协调控制方法研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61903215
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:24.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0309.机器人学与智能系统
- 结题年份:2022
- 批准年份:2019
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2020-01-01 至2022-12-31
- 项目参与者:--
- 关键词:
项目摘要
The rigid-flexible cooperative multi-arm space robot combining the traditional articulated arm and the new continuum arm realizes the "hardness with softness" and greatly enhances the space robot's on-orbit service capability, which is an important development direction of the space robot. However, compared with the traditional multi-arm space robot, the rigid-flexible cooperative multi-arm space robot system is more complicated, and the coordination control between the articulated arm and the continuum arm is more difficult, which leads to the need to improve the relevant theory. Aiming at the complex dynamic description and coordination control problems of the coordinated maneuvering target of the articulated manipulator and the continuous manipulator in the orbit under the coupling of the floating base, this project intends to carry out research including: the coupling dynamics and coupling characteristics of the rigid-flexible cooperative multi-arm system, rigid-flexible cooperative multi-arm coordinated motion and control method under multi-constraint conditions, and rigid-flexible cooperative multi-arm system stable coordinated control method under closed-chain constraints. The subject aims to make breakthroughs in the complex dynamics description and coupling mechanism of various types of manipulator coexistence systems, and the coordination planning and control theory between different manipulators under dynamic tight coupling constraints, to provide theoretical support for rigid-flexible cooperative multi-arm space robots in orbit applications. The research results of the subject have important theoretical and practical significance for complex orbital service tasks such as complex spacecraft maintenance, on-orbit assembly, and rail garbage cleaning.
融合传统关节型机械臂和新型连续体机械臂的刚-柔协作多臂空间机器人实现“刚柔并济”,大大增强空间机器人在轨服务能力,是空间机器人重要发展方向。但相比于传统多臂空间机器人,刚-柔协作多臂空间机器人系统更加复杂,关节型机械臂与连续体机械臂之间协调控制难度更大,相关理论亟待完善。针对漂浮基耦合约束下关节型机械臂与连续型机械臂在轨协调操控目标面临的复杂动力学描述及协调控制难题,本课题拟开展刚-柔协作多臂系统耦合动力学与耦合特性、多约束条件下刚-柔协作多臂协调运动与控制方法、闭链约束下刚-柔协作多臂系统稳定协调控制方法等方面的研究。课题旨在多种类型机械臂共存系统复杂动力学描述与耦合机理、动力学紧耦合约束下不同特性机械臂之间协调规划与控制理论方面取得突破,为刚-柔协作多臂空间机器人在轨应用提供理论支撑。课题研究成果对复杂航天器维护、在轨装配、轨道垃圾清理等复杂在轨服务任务,具有重要的理论和实际意义。
结项摘要
融合传统关节型机械臂和新型连续体机械臂的刚-柔协作多臂空间机器人实现“刚柔并济”,大大增强空间机器人在轨服务能力,是空间机器人重要发展方向。但相比于传统多臂空间机器人,刚-柔协作多臂空间机器人系统更加复杂,关节型机械臂与连续体机械臂之间协调控制难度更大,相关理论亟待完善。本课题针对漂浮基耦合约束下关节型机械臂与连续型机械臂在轨协调操控目标面临的复杂动力学描述及协调控制难题,开展研究并取得一定研究成果,包括:(a)建立了自由漂浮模式下刚柔协作双臂空间机器人系统的运动学和动力学模型,为动力学特性分析及规划控制提供基础。(b)建立了连续型空间机械臂系统的虚拟机械臂和基座质心等效机械臂模型。对刚柔协作双臂空间机器人系统开展了动力学耦合建模,并从机械臂安装方式、机械臂构型和机械臂类型三个方面深入地分析了双臂对漂浮基座的动力学耦合影响,为系统的设计和规划提供了理论基础。(c)提出了一种基于任务优先级的双臂协同规划方法,实现刚柔双臂同时运动完成目标捕获任务,以减少漂浮基座所受到的耦合扰动影响。(d)建立了闭链约束下刚-柔协作多臂空间机器人系统动力学方程,并提出基于振动波传递原理的振动抑制方法,实现基座姿态调整的同时消除系统大幅振动。. 课题研究成果对复杂航天器维护、在轨装配、轨道垃圾清理等复杂在轨服务任务,具有重要的理论和实际意义。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(3)
专利数量(3)
Hybrid rigid-continuum dual-arm space robots: Modeling, coupling analysis, and coordinated motion planning
混合刚性连续体双臂空间机器人:建模、耦合分析和协调运动规划
- DOI:10.1016/j.ast.2021.106861
- 发表时间:2021-06-15
- 期刊:AEROSPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY
- 影响因子:5.6
- 作者:Ouyang, Xiangkai;Meng, Deshan;Ding, Ning
- 通讯作者:Ding, Ning
Modeling and Experimental Verification of a Cable-Constrained Synchronous Rotating Mechanism Considering Friction Effect
考虑摩擦效应的索约束同步旋转机构建模与实验验证
- DOI:10.1109/lra.2020.3007418
- 发表时间:2020-07
- 期刊:IEEE Robotics and Automation Letters
- 影响因子:5.2
- 作者:Li Yanan;Liu Yu;Meng Deshan;Wang Xueqian;Liang Bin
- 通讯作者:Liang Bin
Bioinspired Spiral Soft Pneumatic Actuator and Its Characterization
仿生螺旋软式气动执行机构及其表征
- DOI:10.1007/s42235-021-00075-y
- 发表时间:2021-09
- 期刊:Journal of Bionic Engineering
- 影响因子:4
- 作者:Zhiyuan Zhang;Xueqian Wang;Deshan Meng;Bin Liang
- 通讯作者:Bin Liang
An Overall Configuration Planning Method of Continuum Hyper-Redundant Manipulators Based on Improved Artificial Potential Field Method
基于改进人工势场法的连续超冗余机械臂总体配置规划方法
- DOI:10.1109/lra.2021.3067310
- 发表时间:2021-07-01
- 期刊:IEEE ROBOTICS AND AUTOMATION LETTERS
- 影响因子:5.2
- 作者:Tian, Yu;Zhu, Xiaojun;Liang, Bin
- 通讯作者:Liang, Bin
Design and Modeling of a Parallel-Pipe-Crawling Pneumatic Soft Robot
平行管爬行气动软体机器人的设计与建模
- DOI:10.1109/access.2019.2941502
- 发表时间:2019-09
- 期刊:IEEE Access
- 影响因子:3.9
- 作者:Zhiyuan Zhang;Xueqian Wang;Songtao Wang;Deshan Meng;Bin Liang
- 通讯作者:Bin Liang
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
空间机器人在轨更换ORU的力/位混合控制方法
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:宇航学报
- 影响因子:--
- 作者:徐文福;周瑞兴;孟得山
- 通讯作者:孟得山
基于头部碰撞等效模型的柔性关节机械臂安全构型优化
- DOI:10.13973/j.cnki.robot.2017.0523
- 发表时间:2017
- 期刊:机器人
- 影响因子:--
- 作者:孟得山;王学谦;梁斌;梁建
- 通讯作者:梁建
基于粒子群优化的刚柔混合机械臂振动抑制规划
- DOI:--
- 发表时间:2014
- 期刊:控制与决策
- 影响因子:--
- 作者:徐文福;徐超;孟得山
- 通讯作者:孟得山
空间机器人一体化仿真系统的研究与实现
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:宇航学报
- 影响因子:--
- 作者:牟宗高;徐文福;孟得山
- 通讯作者:孟得山
自由漂浮空间机器人捕获目标的协调控制
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:机器人
- 影响因子:--
- 作者:徐文福;孟得山;徐超;梁斌
- 通讯作者:梁斌
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}