面向在轨建造的空间机器人末端执行器及适配接口设计与验证

来源：机械工程学报杂志2024年第3期北京时间：

作者：赵亮亮, 刘子毅, 赵京东, 段启帆, 王梓睿, 刘宏

单位：哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室 哈尔滨 150001

摘要：针对大型空间设施在轨建造任务需求,以空间多分支机器人为应用对象,设计了一种末端执行器及三种适配接口,用于完成识别、定位、捕获、搬运、装配、攀爬和探测等任务。通过分析在轨建造任务需求,以装配对象参数、机器人性能等为依据提出了设计指标。制定了末端执行器机械结构、电气系统的总体方案,并设计了三种适配接口;针对容差需求,分析了对接过程的容差条件和力学条件,优化了关键部件几何参数;针对锁紧需求,建立了锁紧过程运动学、力学模型,并采用组合运动规律,优化了圆柱凸轮曲线槽。通过仿真及试验,验证了容差、锁紧设计的正确性,并进行在轨装配、在轨攀爬的地面模拟试验,进一步验证了末端执行器及适配接口的性能,为大型空间设施的在轨建造奠定了基础。

关键词：在轨建造,空间机器人,末端执行器,适配接口,对接锁紧；

基金资助：国家自然科学基金(92148203)、机器人技术与系统国家重点实验室(哈尔滨工业大学)自主研究课题(SKLRS202201A01)和航天飞行动力学技术重点实验室基金(XTB6142210210303)资助项目。