使用扶手的空间机器人机械手行进的动力学以及控制[外文翻译].rar

附件C：译文

2003年IEEEIRSJ的报告
Intl.关于智能机器人系统的会议
拉斯维加斯，内华达州2003年10月

使用扶手的空间机器人机械手行进的动力学以及控制
Hirotaka SAWADA和Saburo MATUNAGA
空间系统实验室
机械及航天工程学部门
东京技术研究所
电子邮箱：hiro@lss.mes.titech.ac.jp

摘 要
本文研究空间机器人的机械手进给的运动动力学，并且使用具有轨道结构的结构粒度计从而能够检查、修理或者修建它们。本文研究一个M类型的空间机器人(RBR)，其机械手按照一定规律进给。首先，对RBR进行了微型刻槽路径实验，使用感应式转速计识别出了机器人的动力学参数和动态参量。然后，在一定的约束下进行二维平面内的六自由度机器人手臂动力学数值模拟仿真。根据已知的空间结构假设，机器人应该能够带动其附有结构进行移动进给。当扶手慢慢地振动时，由于机构的灵活性大，那么机器人的运动会受到它自身运动的影响。本文将演示机械手进给运动的模拟仿真结果并且讨论灵活性对机器人手臂运动的影响。

1 引言
最近，外层空间需要修建大空间结构，例如国际空间站（ISS）和在不久的将来需要到的更大的应用。看来，一个非常庞大的空间技术结构，例如，空间太阳能发电系统（SSPS），在未来将是不可或缺的。
在建设国际空间站的过程中，大部分作业是由宇航员舱外活动（EVA系统）完成的。然而，EVA有许多问题，必须解决，例如，宇航员的培训和他的安全问题就需要耗费很多的费用，等等。因此，最好是在航天员的监督下，将主要的建造活动由空间机器人来完成。
在实验过程中，控制机械手移动一个结构向其它结构，或者控制机械手使已经结合的扶手移动向另外的机构，必须采取一个适当的控制方法及一个适当的机械手进给路径，同时必须考虑机械手进给时的进给姿势和扶手的边界条件。所以，本文借助于实验所得的数据，研究分析机械手进给的运动动力学并且探讨其运动特征。本文实验中使用的模型是一个可重构手臂式机械手的空间机器人（RBR），由文章作者本人开发。经过RBR的微重力行程试验，定义并且识别出了机器人机械手运动学和动力学参数。然后，在二维平面的约束下进行六自由度的机器人机械手动力学的数值仿真。假设，机器人机械手在一个大空间结构移动中使用扶手附有结构。当机器人机械手进给时，并且由机器人机械手的末端效应器控制扶手，当扶手慢慢地振动，由于大结构灵活性的存在，所以它的波动就会影响到机械手的运动。所以，必须考虑加入了扶手后的各种各样的边界条件以及机器人机械手的一个适当的机械手进给路径。本文将展示机械手进给运动的仿真结果并且研究灵活性作用对机器人运动的影响。