一种空间吸附式爬行机器人设计及其步态规划
唐一玲,袁宝峰,王耀兵,危清清
(北京空间飞行器总体设计部空间智能机器人系统技术与应用北京市重点实验室,北京１０００９４)
摘要:针对可在空间飞行器表面吸附爬行和自主可控飞行的空间机器人爬行过程进行控制与仿真问题，在某系统方案和机构设计基础上，基于机器人行走稳定裕度的要求，设计了一种稳定快速爬行的步态，对其足端步态运动轨迹采用三次多项式插值的方法进行规划，并通过逆运动学求解出各个关节的运动轨迹，基于Ａｄａｍｓ软件对机器人进行动力学建模及仿真，结果表明在空间零重力环境下，四足吸附式爬行机器人能够快速稳定的行走，验证其机构设计和步态规划的合理性三
关键词:空间；吸附；爬行机器人；步态；仿真
中图分类号:ＴＰ２４２一文献标识码:Ａ一文章编号:１６７４-５８２５(２０１５)０５-０４８６-０６
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＧａｉｔＰｌａｎｎｉｎｇｏｆａＳｐａｃｅＡｄｈｅｎｓｉｏｎ-ｔｙｐｅＣｌｉｍｂｉｎｇＲｏｂｏｔ
ＴＡＮＧＬｉｎｇ，ＹＵＡＮＢａｏｆｅｎｇ，ＷＡＮＧＹａｏｂｉｎｇ，ＷＥＩＱｉｎｇｑｉｎｇ
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收稿日期:２０１５-０３-１９?修回日期:２０１５-０８-１７
作者简介:唐一玲(１９８６-),女,硕士,工程师,研究方向为空间智能机器人三Ｅ-ｍａｉｌ:ｔａｎｇｌｉｎｇ５０１＠１６３.ｃｏｍ１一引言
近年来,我国空间技术发展迅速,航天器在
轨维护和维修的需求也越来越迫切?另外,随着
空间领域国际竞争的加剧,空间攻防和空间安全
领域的需求也越来越多三利用空间机器人对航
天器进行故障修复二性能提升二燃料补加,对敌方
飞行器进行托管二干扰二破坏等将成为未来机器
人在轨维修二维护和空间安全领域应用的重要方
向三国内外开展的依托机器人进行在轨维修和空间攻防的研究,主要还是针对大型空间机械臂,包括单臂二双臂和多臂,机械臂自身往往只是灵巧操作工具,可以对各类大型飞行器进行捕获二转移二维修等,如空间站加拿大臂ＩＩ[１]二欧洲机械臂ＥＲＡ[２-３]二美国轨道快车[４]等,该类机械臂往往体积大二负载能力强,但需要配置大型的平台提供能源二轨道二控制通信等各方面的资源三本文提出的空间吸附式爬行机器人是一类具有智能机器人特征和功能的小型航天器,具备姿轨控二测控通信二数据传输二热控和供配电等方第２１卷一第５期２０１５年一９月一一一一一一一一一载一人一航一天ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔ一一一一一一一一一Ｖｏｌ.２１一Ｎｏ.５Ｓｅｐ.２０１５