申请/专利权人：北京控制工程研究所

申请日：2024-01-19

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117584139B

主分类号：B25J9/16

分类号：B25J9/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2024.03.12#实质审查的生效;2024.02.23#公开

摘要：本发明提供了一种空间机器人的全重力卸载试验系统及方法，涉及航天器地面试验技术领域，该系统包括地面控制装置、气浮台装置、空间机械臂和卸载装置；其中，气浮台装置用于模拟在轨操控与目标航天器失重环境的运动学与动力学特性，并将在轨航天器的运行数据发送给地面控制装置；空间机械臂搭载在操控航天器模拟气浮台上，用于对目标航天器模拟气浮台装置进行维护与维修；卸载装置对空间机械臂进行重力卸载，以使空间机械臂处于失重状态；地面控制装置遥测显示系统的运行数据以及向气浮台装置、空间机械臂和卸载装置发送控制指令。本方案实现空间操控整个试验系统的无重力模拟，完成空间灵巧操作控制方案与算法的地面验证。

主权项：1.一种空间机器人的全重力卸载试验系统，其特征在于，该系统包括地面控制装置、气浮台装置、空间机械臂和卸载装置；其中，所述气浮台装置用于模拟在轨操控航天器与目标航天器在失重环境的运动学与动力学特性，并将所述在轨操控航天器的运行数据发送给所述地面控制装置；所述空间机械臂用于根据所述地面控制装置发送的控制指令，对所述气浮台装置进行维护与维修；所述卸载装置用于对空间机械臂进行重力卸载，以使所述空间机械臂处于失重状态；所述地面控制装置用于接收所述气浮台装置、所述空间机械臂和所述卸载装置发送的运行数据以及向全重力卸载试验系统发送控制指令；所述气浮台装置包括姿态平台、平动平台和台上组件；所述姿态平台和所述平动平台之间通过气浮球轴承连接，以使所述姿态平台具有三个无摩擦自由度的转动自由度；所述平动平台通过气垫悬浮于支撑平面上，以使所述气浮台装置进行两个自由度的无摩擦平动运动；所述台上组件设置于所述姿态平台上，包括台上工艺设备、测量敏感器和执行机构，所述台上组件用于接收所述地面控制装置的控制指令并完成台上控制功能；所述执行机构包括冷气推力器和动量轮；所述冷气推力器用于为所述气浮台装置提供推力，以控制处于失重状态的所述气浮台装置的位置和姿态；所述动量轮用于为所述气浮台装置提供相互作用力矩，并根据预设的指令输出力矩，以控制处于失重状态的所述姿态平台的指向；所述卸载装置包括框架、轨道和悬吊组件；其中，每个所述轨道均匀设置在所述框架的两侧，每侧设置至少两层所述轨道；每个所述悬吊组件分层设置在所述轨道上，每个所述悬吊组件均用于对所述空间机械臂的重力进行恒张力卸载和水平位置主动跟随，以使所述空间机械臂处于失重状态；每个所述悬吊组件均包括依次设置于吊杆上的控制器、吊杆伸缩单元、绳索倾角测量单元、恒力控制单元、横向运动单元和绳索；所述横向运动单元与所述轨道连接，以使所述悬吊组件在所述轨道上移动；所述吊杆伸缩单元用于控制所述吊杆的伸缩状态，以使所述悬吊组件进行伸缩运动；所述恒力控制单元设置于所述吊杆的末端，所述绳索的一端与所述恒力控制单元连接，另一端与所述空间机械臂连接，所述恒力控制单元用于给所述空间机械臂提供恒定卸载张力；所述控制器与所述横向运动单元和所述吊杆伸缩单元电连接，所述控制器用于读取所述绳索倾角测量单元的数据，并根据所述数据控制所述横向运动单元和所述吊杆伸缩单元移动，以使所述绳索保持垂直状态。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京控制工程研究所 一种空间机器人的全重力卸载试验系统及方法

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