空间机器人运动规划问题的研究

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自由漂浮空间机器人是当今空间机器人研究领域的主要研究方向之一,它由机器人本体和搭载在本体上的空间机械臂组成,可以代替宇航员在宇宙空间中从事各种舱外作业.自主规划是新一代智能空间机器人的主要标志,它在操作人员不干预或部分干预条件下,根据周边环境信息和任务需求,自主完成空间作业任务.该文针对此要求,主要对自由漂浮空间机器人的路径规划,轨迹规划,载体姿态调整等问题做了比较深入的研究.该项目获国家自然科学基金资助.该文推导了自由漂浮空间机器人的运动学模型和动力学模型,在推导中采用了旋量表示方法,该模型能够方便地描述空间机器人载体和机器人末端工具点与机器人关节角间的速度映射关系.讨论了空间机器人的载体姿态干扰特性、非完整性、动力学奇异性和冗余性.对自由漂浮空间机器人的工作空间进行了分析.这些研究为后续的自由漂浮空间机器人的路径规划研究奠定了理论基础.
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