博士生课程空间机器人关键技术
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封面人物Cover Characters教授,32岁晋升为教授并评为博士生导师。
从刚毕业的博士迅速成长为独当一面的博士生导师,在宋爱国看来虽有自己的付出,但更有恩师的指引。
受少年百科丛书《飞向星星》的影响,宋爱国从小就对太空、宇宙充满着探索的好奇心。
高考时被招生老师“志在蓝天”的宣讲所感染,宋爱国将“南京航空学院”填在了志愿表上,之后在那里完成了本科、硕士学业。
为了领略不同学校的学术氛围,他到东南大学仪器科学与工程系攻读了博士研究生,师从黄惟一教授从事机器人技术研究。
宋爱国至今难以忘怀黄老师上第一节课的情形,“机器人传感技术”开课的第一天,黄老师向弟子们讲述了实验室从事机器人研究的历史,回忆起了一段悲痛的往事。
他说:“我们实验室的机器人研究事业,是实验室的创始人查礼冠老师用生命换来的!不将东南大学的机器人技术研究发展好,就对不起查老师!”那段话,一直激励着宋爱国。
宋爱国查礼冠教授是我国机器人事业的开拓者,她1958年就率领师生研制了我国第一台仿人机器人。
“文革”结束后的1978年,她敏锐地感觉到,机器人的时代将会到来,她征求了黄惟一等人的意见后,决定以机器人传感技术作为重点,组建实验室及团队,开展机器人的感知、控制和人工智能研究。
黄惟一老师作为查老师的主要助手,开始从陀螺仪与惯性导航技术的研究转为从事机器人技术的研究。
1983年,全国第一次机器人大会在华南理工大学召开,查老师作为大会的3个主要发起人之一带领黄老师及两位研究生一起去参加会议。
会议刚结束,两人走在华南理工大学校园里,一辆失控的汽车从斜坡上直冲而下,撞倒两位教师。
查老师当场身亡,黄老师重伤昏迷。
一年后,康复的黄惟一老师重新回到工作岗位,扛起了建设机器人传感与控制技术实验室的重任。
在他的带领下,团队重点开展机器人非视觉传感器的研究。
从1986年开始实验室得到国家原“863”高技术计划项目(以下简称“863”计划)的持续支持,并成为“863”计划先进制造领域机器人传感技术网点实验室的副组长单位。
博士生在医学界的创新突破利用纳米机器人治疗心血管疾病随着科技的不断进步,纳米技术在医学领域的应用越来越受到关注。
在这个领域里,博士生们正积极探索着如何利用纳米机器人来治疗心血管疾病,为患者带来希望。
本文将介绍博士生在医学界的创新突破,重点讨论纳米机器人在心血管疾病治疗中的应用。
1. 纳米机器人的概念及特点纳米机器人是指尺寸在纳米级别的人工机器人。
由于其微小的尺寸,纳米机器人能够在人体内部进行精确的操作,实现精准治疗。
同时,纳米机器人还具有自主导航、智能感知等特点,使得其在治疗心血管疾病中具备巨大潜力。
2. 纳米机器人在心血管疾病治疗中的应用2.1 心血管疾病的挑战心血管疾病一直是全球最主要的健康问题之一,传统的治疗方法往往无法从根本上解决疾病。
纳米机器人的引入为心血管疾病治疗带来了新的希望。
2.2 纳米机器人的目标纳米机器人在治疗心血管疾病上有多个目标。
首先,它们可以用于早期诊断,通过内部感知系统检测心血管病变的病理标志物,提供早期预警。
其次,纳米机器人可以直接作用于患者的心血管系统,修复受损组织,促进血管再生。
最后,纳米机器人还可以用于药物输送,将药物精确释放到病变部位,提高疗效。
2.3 纳米机器人的具体应用2.3.1 早期诊断纳米机器人通过内部的传感器和检测器,可以检测和监测人体内的生物标志物,如血压、血流速度等,利用这些信息提供早期诊断和预防措施。
2.3.2 损伤修复纳米机器人能够通过微小手术器械执行治疗,对心血管系统的组织进行精确修复,融合3D打印和基因工程等技术,加速创伤愈合。
2.3.3 药物输送纳米机器人可通过药物输送系统将药物直接送达病变部位,减少对健康组织的影响,提高药物的疗效和安全性。
3. 目前的研究和挑战目前,博士生们在纳米机器人治疗心血管疾病方面取得了许多突破性的进展。
他们研发出了多种不同种类的纳米机器人,利用纳米材料和工程技术打造出高度精准的治疗工具。
然而,纳米机器人仍面临着一些挑战,如生物相容性、导航精确性等问题,需要进一步的研究。
全日制精密仪器关键技术工程博士研究生项目概述:精密仪器是现代科学研究和工业生产中不可或缺的重要工具。
随着科技进步和社会发展,对精密仪器的要求也越来越高,需要不断提升其性能和精度。
因此,开展全日制精密仪器关键技术工程博士研究生项目是非常有必要的。
研究领域:本项目将聚焦于精密仪器的关键技术研究,包括但不限于仪器设计与优化、传感器技术、控制技术、信号处理技术、材料与工艺、精密加工技术等。
项目涉及的领域广泛,从微纳米尺度到宏观尺度均有涉及,具有很高的学术和实用价值。
项目目标:本项目的目标是培养具有扎实精密仪器领域知识和综合能力的高级工程技术人才。
通过系统的理论学习、科学研究和工程实践,使学生掌握精密仪器的核心技术和创新能力,培养他们成为领先的技术专家或研发团队的核心成员。
课程设置:本项目的课程设置包括理论课程和实践课程。
理论课程包括精密仪器原理与设计、传感器技术、控制技术、信号处理技术、精密加工技术等。
实践课程包括实验室实践、工程项目实践、产业实习等。
通过理论和实践的结合,培养学生解决实际问题的能力和创新思维。
导师团队:本项目拥有一支优秀的导师团队,包括著名的精密仪器学者和工程师。
导师们具有丰富的科研和工程实践经验,能够指导学生进行研究项目,并通过学术交流和讨论提高学生的学术水平和创新能力。
导师团队还与相关行业和企事业单位保持密切合作,为学生提供实际项目和实习机会。
科研项目:学生将在导师的指导下参与科研项目,开展原创性的研究工作。
项目可以来自国家重点研发计划、自然科学基金、企事业单位委托项目等。
通过科研项目的参与,学生将深入研究领域,学习并掌握相关技术和方法,形成独立思考和解决问题的能力。
学习成果:学生完成全日制精密仪器关键技术工程博士研究生项目后,将具备以下能力和素质:1.掌握精密仪器的原理、设计和制造技术;2.熟悉精密仪器相关领域的最新研究进展和前沿技术;3.具备独立从事科研和技术开发的能力;4.具备跨学科、综合性解决问题的能力;5.具备团队合作和沟通交流的能力;6.具备高度的创新意识和科研素养。
智能机器人技术专业介绍摘要:一、智能机器人技术专业概述1.智能机器人技术专业的定义2.智能机器人技术专业的发展历程二、智能机器人技术专业的学科体系1.基础课程2.专业课程3.实践课程三、智能机器人技术专业的就业前景1.行业需求2.职业发展方向3.薪资待遇四、智能机器人技术专业的国内外知名高校1.国内高校2.国外高校五、智能机器人技术专业的报考建议1.报考条件2.报考时间3.报考方式正文:智能机器人技术专业是一门涉及计算机科学、电子工程、机械工程等多个领域的交叉学科。
该专业旨在培养具备机器人设计、制造、编程、应用等方面知识和技能的高级工程技术人才。
随着科技的发展,智能机器人已经广泛应用于工业生产、医疗健康、家庭服务、教育科研等多个领域,因此,智能机器人技术专业成为了当今社会热门的专业之一。
智能机器人技术专业的学科体系包括基础课程、专业课程和实践课程。
基础课程主要包括数学、物理、英语等,为专业学习打下基础。
专业课程涵盖了计算机科学、电子工程、机械工程等方面的知识,如机器人学、自动控制原理、传感器与检测技术、机器视觉、机器人编程等。
实践课程则注重培养学生的动手能力和实际操作技能,如机器人实验、实习、课程设计等。
智能机器人技术专业的毕业生具有广阔的就业前景。
随着智能制造、工业互联网等战略的实施,我国对智能机器人技术人才的需求越来越大。
毕业生可以在机器人制造企业、系统集成商、科研机构、高校等从事研发、设计、制造、应用等方面的工作。
此外,毕业生还可以选择继续深造,攻读硕士、博士学位,或从事相关领域的教学和科研工作。
薪资待遇方面,智能机器人技术专业毕业生的收入水平普遍较高,且具有较大的晋升空间。
国内外众多知名高校均设有智能机器人技术专业,如我国的哈尔滨工业大学、北京航空航天大学、上海交通大学等,国外的麻省理工学院、斯坦福大学、卡内基梅隆大学等。
这些高校在智能机器人技术领域的研究和教学方面具有较高的声誉和影响力。
机械电子工程学科博士汇报人:2024-01-01•机械电子工程学科概述•机械电子工程学科博士培养目标目录•机械电子工程学科博士课程设置•机械电子工程学科博士研究内容•机械电子工程学科博士论文要求•机械电子工程学科博士就业前景目录01机械电子工程学科概述机械电子工程是一门综合性的工程学科,主要研究机电系统的设计、分析、优化和控制。
定义机械电子工程结合了机械工程、电子工程和控制工程等多个学科的知识,注重实际应用和系统解决方案。
特点定义与特点机械电子工程在工业自动化领域中发挥着关键作用,推动了生产线的智能化和高效化。
工业自动化技术创新国家竞争力机械电子工程为技术创新提供了重要支持,特别是在机器人技术、智能制造和嵌入式系统等领域。
机械电子工程的发展水平对于提升国家工业竞争力和创新能力具有重要意义。
030201学科重要性学科历史与发展历史回顾机械电子工程学科起源于20世纪中期的生产自动化需求,随着技术进步不断发展和完善。
发展趋势未来,机械电子工程将更加注重跨学科融合、人工智能技术的应用以及可持续性和绿色发展。
未来展望预计机械电子工程将在智能制造、物联网、医疗设备等领域发挥更加重要的作用,并推动工业4.0的实现。
02机械电子工程学科博士培养目标培养具有国际视野和创新能力的高层次机械电子工程人才。
培养具有独立从事科学研究和技术创新的能力,能够解决复杂工程问题的高级工程技术人才。
培养具有良好职业道德和社会责任感,能够为国家和地区的经济社会发展做出贡献的优秀人才。
掌握机械电子工程学科的基本理论、基本知识和基本技能,具备扎实的数学、物理、外语和计算机基础。
具备一定的跨学科研究能力,能够将机械电子工程与其他相关领域进行交叉融合。
熟悉机械电子工程领域的前沿技术和研究动态,具备独立开展科研工作的能力。
具有良好的学术道德和严谨的科学态度,遵守学术规范,尊重知识产权。
研究机器人技术、智能制造系统、自动化生产等方面的理论和应用问题。
机器人工程硕博培养方案一、前言机器人技术在当今世界被广泛应用,其应用领域不断拓展,从工业生产到医疗保健,从军事防卫到日常生活,机器人的角色日益重要。
因此,机器人工程领域的硕士和博士教育至关重要。
机器人工程硕士和博士课程的目标是培养有扎实机器人理论基础和实际动手能力,具有创新意识和跨学科合作能力的高级专业人才。
本文将介绍机器人工程硕博培养方案,涉及培养目标、培养方向、培养模式、课程设置等内容。
二、培养目标1. 硕士培养目标硕士研究生将掌握机器人领域的基本理论和知识,能够熟练运用相关技术和工具进行科学研究和工程实践,具备从事机器人研发、系统集成、自动控制和应用等相关工作的能力。
在专业知识和技能的学习和掌握的基础上,具有较强的研究能力和创新意识。
2. 博士培养目标博士研究生将掌握机器人领域的最新研究进展和技术方法,能够对机器人领域的重大理论和技术问题进行创新性研究,具备在相关领域开展领先研究工作的能力。
同时还要具有较强的科学素养、跨学科合作能力和国际视野。
三、培养方向机器人工程硕博培养方案涵盖多个专业方向,主要包括以下几个方面:1. 机器人技术与算法:主要研究机器人的感知、控制、路径规划、运动学和动力学等方面的基础理论和算法。
2. 机器人系统设计与集成:主要研究机器人系统的设计原理、结构设计、传感器与执行器的选择与应用、机器人系统集成与测试等方面的基础理论和技术方法。
3. 机器人应用与工程:主要研究机器人在工业生产、医疗保健、智能交通、农业生产、环境监测等领域的应用技术和工程实践。
4. 人机交互与智能控制:主要研究人机交互界面设计、智能控制算法和系统、机器人与人类协作的技术方法等方面的基础理论和应用技术。
5. 智能感知与决策:主要研究机器人的智能感知、环境建模与识别、路径规划与决策等基础理论和技术方法。
四、培养模式1. 硕士培养模式硕士研究生培养模式采用学术型和专业型相结合的培养方式。
在培养学术素养和研究能力的同时,兼顾专业技能和实践能力的培养。
一、课程基本情况介绍《机器人学导论》是由计算机科学技术学院开设的一门研究生课程。
课程负责人是计算机科学技术学院研究员、博士生导师,智能机器人研究院副院长,市智能信息重点实验室副主任,少年科学院首席顾问。
先后主持国家自然科学基金、科技创新2030“新一代人工智能”重大项目、市科委重大专项等20余项科研项目。
在机器人、人工智能、智能装备等方面进行了系统深入的研究,发表学术论文150余篇(包括CVPR、ICCV、NeurIPS、AAAI、TIP等顶级期刊/会议论文50余篇),申请发明专利50余项。
自2004年入职以来,先后开设了《大学物理》、《机器人学》、《工程伦理》等本科生和研究生课程,并创新性地将人工智能技术和产业发展等思政元素融入到教学实践中,教学和科研成果获得了2021年市计算机学会教学成果一等奖、2018年罗马尼亚科学院奖、2017年中国国际工业博览会特等奖、2016年教育部技术发明二等奖等。
他始终坚持“培养学生是我们的本分”,以潜心治学来要求自己,也影响学生。
坚守做科研要甘守寂寞、淡泊名利、持之以恒,做“纯粹”的学问。
二、课程思政教学开展情况介绍党的十八大以来,面对新一轮科技革命和产业变革形势,党中央和国务院审时度势,发布和实施了《新一代人工智能发展规划》,制定和实施了人工智能发展国家战略。
作为人工智能重要载体的机器人,被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”,是衡量一个国家创新能力和产业竞争力的重要标志,已成为全球新一轮科技和产业革命的重要切入点。
经过多年的持续积累,我国在人工智能和机器人领域取得重要进展,部分领域关键技术实现重要突破。
但我国机器人整体发展水平与发达国家相比仍存在差距,缺少重大原创成果,在基础理论、核心算法以及关键元器件等方面尚存在差距,机器人领域的尖端人才远远不能满足需求。
如何深入挖掘机器人学导论课程蕴含的思想政治教育资源,引导广大学生爱国和爱党、爱社会主义高度统一,将爱国热情与报国行动有机结合,成为该课程思政改革的指导思想。
国内外空间机器人技术发展综述一、概述随着科技的飞速进步,空间机器人技术已成为国内外航天领域的研究热点。
空间机器人是指服务于空间探测、空间站维护、卫星维修等任务的特殊类型机器人,它们能够在地球轨道或深空中自主或遥控执行各种复杂任务。
空间机器人技术起步较早,并已取得一系列显著成果。
美国、欧洲、日本等发达国家在空间机器人技术研发、应用方面处于领先地位。
这些国家的空间机器人不仅在结构设计、运动控制等方面具有较高的技术水平,而且在自主导航、智能感知、人机交互等方面也取得了重要突破。
我国空间机器人技术的发展虽然起步较晚,但近年来在国家政策的大力支持下,也取得了长足进步。
国内科研机构和企业纷纷投入空间机器人技术的研发,一批具有自主知识产权的空间机器人相继问世,并在空间科学实验、卫星服务等领域发挥了重要作用。
与发达国家相比,我国在空间机器人技术的整体水平上仍存在一定差距。
主要表现在关键技术创新能力不足、应用领域相对有限、产业化程度较低等方面。
未来我国空间机器人技术的发展仍需加强基础研究、提高创新能力、拓展应用领域,并积极推动产业化进程。
空间机器人技术作为航天领域的重要发展方向,具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。
随着技术的不断进步和应用领域的不断拓展,空间机器人将在航天领域发挥越来越重要的作用。
1. 空间机器人的定义与分类空间机器人,是指在宇宙空间环境中能够代替或辅助人类完成太空探测、科学实验、空间作业以及航天器在轨服务与维护等任务的特种机器人。
它们通常搭载于各类航天器上,能够在失重、高辐射、极端温差等恶劣空间环境下稳定工作,是空间技术发展的重要方向之一。
(1)服务型空间机器人:这类机器人主要用于辅助航天员完成太空中的生活和工作任务,如搬运物资、维修设备、照料植物等。
它们通常具有较为灵活的机械臂和操作工具,能够适应各种复杂的太空环境。
(2)探测型空间机器人:这类机器人主要用于执行太空探测任务,如探测月球、火星等星球的表面环境、寻找资源等。
博士生课程空间机器人关键技术1空间机器人概述2数学力学基础3冗余自由度机器人4柔性机械臂5欠驱动机器人6机器人灵巧手(一)空间机器人的概述1.空间机器人在空间技术中的地位从20世纪50年代,以美国和苏联为首的空间技术大国就在空间技术领域展开了激烈的竞赛。
i 苏联1957年8月3日,前苏联研制的第一枚洲际弹道导弹SS-6首次发射成功。
不久,前苏联火箭总设计师柯罗廖夫从美国新闻界得知美国试图在1957-1958年的国际地球物理年里发射一颗人造地球卫星。
于是,他立即将SS-6导弹稍加修改,将弹头换上一个结构简单的卫星,抢先将第一颗人造卫星送上了太空。
接着,在第一颗人造卫星发射后一个月,即11月3日,又用SS-6导弹作航天运输工具,将装有小狗“莱伊卡”的第二颗人造卫星送入太空的圆形地球轨道。
1959年5月,前苏联又将“月球”l号人造卫星送入了月球轨道。
ii 美国在1958年以前,以“红石”近程导弹和“维金”探空火箭为基础,分别研制成“丘比特”C和“先锋”号等小型运载火箭,用于发射最初的几个有效载荷仅为数千克至十几千克的小卫星。
发展到今天,从地面实验室研究到人造卫星、空间站、载人飞船、航天飞机、行星表面探测器,空间技术大国都投入了大量人力、物力和财力。
空间技术对于天文学、气象、通信、医学、农业以及微电子等领域都产生了很大的效益。
不仅如此,空间技术对于未来国家安全更具有重要的意义。
在空间技术发展的过程中空间机器人的作用越来越明显。
20世纪60年代前苏联的移动机器人研究所(著名的俄罗斯Rover科技有限公司前身)研制了世界上第一台和第二台月球车Lunohod-1和Lunohod-2。
1976年美国发射海盗一号和二号(Rover-1、Rover-2)的登陆舱相继在在火星表面登陆,通过遥操作机械臂进行火星表面土壤取样。
随着空间技术研究的日益深入,人类空间活动的日益频繁,需要进行大量的宇航员的舱外活动(EV A),这对宇航员不仅危险,而且没有大气层的防护,宇宙射线和太空的各种飞行颗粒都会对宇航员造成伤害。
建造国际空间站,以及未来的月球和火星基地,工程浩大,只靠宇航员也是非力所能及的。
还有空间产业、空间科学实验和探测,这些工作是危险的,但有一定重复性,各航天大国都在研究用空间机器人来代替宇航员的大部分工作。
此外许多空间飞行器长期工作在无人值守的状态,这些飞行器上面各种装置的维护和修理依靠发射飞船,把宇航员送上太空的办法既不经济,也不现实。
在未来的空间活动中,许多工作仅靠宇航员的舱外作业是无法完成的,必须借助空间机器人来完成空间作业。
2空间机器人的任务和分类1)空间建筑与装配。
一些大型的安装部件,比如无线电天线,太阳能电池,各个舱段的组装等舱外活动都离不开空间机器人,机器人将承担各种搬运,各构件之间的连接紧固,有毒或危险品的处理等任务。
有人预计,在不久将来空间站建造初期,一半以上的工作都将由机器人完成。
2)卫星和其他航天器的维护与修理。
随着人类在太空活动的不断发展,人类在太空的资产越来越多,其中人造卫星占了绝大多数。
如果这些卫星一旦发生故障,丢弃它们再发射新的卫星就很不经济,必须设法修理后使它们重新发挥作用。
但是如果派宇航员去修理,又牵涉到舱外活动的问题,而且由于航天器在太空中,是处于强烈宇宙辐射的环境之下,有时人根本无法执行任务,所以只能依靠空间机器人。
挑战者号和哥伦比亚号航天飞机的坠毁引起人们对空间飞行安全的关注,采用空间机械臂修复哈勃太空望远镜似乎是一件很自然的事情。
安装上新的科学仪器(包括一台视野宽阔的摄象仪和一台摄谱仪)后,哈勃望远镜的观测能力可增强十倍以上。
空间机器人所进行的维护和修理工作包括回收失灵卫星,对故障卫星进行就地修理,为空间飞行器补给物资等。
3)空间生产和科学实验。
宇宙空间为人类提供了地面上无法实现的微重力和高真空环境,利用这一环境可以生产出地面上无法或难以生产出的产品。
在太空中还可以进行地面上不能做的科学实验。
和空间装配,空间修理不同,空间生产和科学实验主要在舱内环境里进行,操作内容多半是重复性动作,在多数情况下,宇航员可以直接检查和控制。
这时候的空间机器人如同工作在地面的工厂里的生产线上一样。
因此,可以采用的机器人多是通用型多功能机器人。
空间机器人是空间技术研究的重要内容,它是代替宇航员进行空间科学研究和作业的有力工具。
空间机器人按照用途可以分为i 空间站机器人(包括空间站与航天飞机舱内机器人和空间站与航天飞机舱外机械臂);ii 星载机器人(包括空间自由飞行机器人和空间自由漂浮机器人);iii 外星表面探测机器人。
从空间机器人的结构组成来看,可分为单臂和多臂(主要是双臂)空间机器人。
(3)空间机器人的特点空间环境和地面环境差别很大,空间机器人工作在微重力、高真空、超低温、强辐射、弱照明的环境中,因此,空间机器人与地面机器人的要求也必然不相同,有它自身的特点。
由于空间机器人在空间微重力的环境下工作,因此当机械臂运动时,会对载体产生反作用力和力矩,从而改变载体的位置和姿态,即空间机器人的机械臂和载体之间存在着运动学和动力学耦合问题。
如果不考虑这种力学耦合问题,而依然采用地面固定基座机器人的运动控制技术,空间机器人就无法完成预定的操作任务。
所以研究空间机器人,首先要解决的是如何考虑这种因素,建立相互作用的运动学、动力学模型及运动控制算法。
另一个关键问题是在地面上模拟微重力条件的地面试验平台,用来验证空间机器人运动特殊性、卫星姿态、捕捉目标路径规划等各种运动控制算法的可行性。
由于是高真空,液体无法附着在固体表面,而且极易挥发,无法采用地面上常规的液体润滑和密封技术,而必须考虑固体润滑和磁流体密封。
对于舱内空间机器人,要求体积比较小,重量比较轻,抗干扰能力强。
其次,要求空间机器人的智能程度高,功能全。
空间机器人消耗的能量要尽可能小,工作寿命要尽可能长。
由于是工作在太空这一特殊的环境之下,对它的安全性、可靠性和可维修性要求也比较高。
从控制的角度看,由于空间的遥操作距离远大于地面,时延成为不可忽略的因素,在地面上成功的控制策略和控制方法对于空间的遥操作往往行不通,必须考虑空间机器人的自主性和智能性,以及控制和通信的智能系统。
总之,由于空间活动的成本高昂,空间技术的研究和发展需要强大的经济基础为后盾,这导致空间飞行器的设计需要采取特殊的思路,控制系统需要采用先进的策略和软硬件装备。
由于空间活动的未知因素多,必须具备一定的自主工作能力(智能性和灵活性),同时还必须具有良好的容错能力和可靠性。
空间发射成本高,减轻发射重量成为诸多考虑因素的首选因素,这就使空间机器人大多为轻质柔性结构,因此具有较大的变形。
微重力和载体不固定,使得空间机器人系统为非完整系统。
因此空间机器人的基本特点是:轻质柔性、灵活性、容错性、非完整约束、智能性。
此外为了使空间机器人具有容错性,一般都采用冗余自由度的构形、欠驱动方式和柔性结构。
这些造成空间机器人系统的高度复杂性和综合性。
空间机器人的研究涉及多学科领域,它集成了力学、机械学、控制工程、计算机科学、测试技术和通信技术等多学科领域的最新成就。
(4)空间机器人发展现状加拿大臂(Canadarm)的空间机械臂的正式名称是SRMS(the Shuttle Remote Manipulator System),长15.2m,重410kg。
已制造并交付使用了5套完整机械臂系统。
每套臂系统中有2套手动控制器,分别控制3个移动和3个转动等6个自由度。
该臂末端速度为600mm/s(空载);有载荷的情况下的速度为60mm/s。
已飞向太空执行任务34次。
在地面上是用气浮方式模拟太空微重力环境,作二维水平运动来试验、维护的。
加拿大为国际空间站提供一个移动服务系统(MSS)及其有关地面设备。
作为回报,加拿大将获得国际空间站3%的使用权。
移动服务系统包括空间站遥控机械臂系统(SSRMS)、专用机械手(SPDM)两部分。
SSRMS长17.6m,重936kg,负荷时移动速度为6mm/s,空载时移动速度为600mm/s,定位精度10mm/(°),能搬动重量为19500kg、尺寸为18.3m×4.6m的有效载荷。
SSRMS可用于空间站的装配与服务、轨道器的对接与分离、有效载荷操作以及协助出舱活动等,在国际空间站的装配和维护中将发挥关键作用。
SPDM是一个双臂机器人,每个臂长2m,有7个自由度,能承担目前由舱外活动航天员完成的许多维修和装配任务。
从1981年第一次太空飞行,SRMS就表现出高可靠性、高效性和万能性,能够对负载进行准确、精细和复杂的操作。
它是由加拿大MDA公司为美国NASA设计和制造的。
以后NASA又订制了4台SRMS。
加拿大臂能够无缝地实现把卫星放入轨道和回收有故障的卫星。
1990年4月24日加拿大臂稳固地将Hubble空间望远镜放入轨道。
从1990年4月到2002年3月它在4次太空飞行中协助宇航员完成了18次太空行走,进行了总计129小时的EVA。
Canadarm 的非计划性任务包括清除阻塞的废水口的冰块,它们可能对航天飞机返回时收起天线和激活失效卫星重新放入正确轨道造成威胁。
在1998 年12月,Canadarm 在国际空间站的第一次装配任务中发挥了关键作用, 实现了美国单元与俄国空间站Zarya的对接。
Canadarm 将会继续在空间站装配中发挥重大的作用。
加拿大臂由肩关节(2个自由度)、肘关节(1个自由度)和腕关节(3个自由度),整个臂分为上臂和下臂。
总质量905磅(410kg)。
碳复合材料2数学力学基础(1).矩阵理论①矩阵的四个基本子空间线性方程组可以用矩阵形式写为Ax=(1)b式中,A为m×n系数矩阵,x为n维向量空间R n的列向量,b为m维向量空间R m的列向量。
如果方程的数目小于未知数的数目,即m<n。
我们假设A是行满秩的,即A的秩r等于m。
由于方程数m小于变量数n,方程组为欠定方程组。
由线性代数可知,方程组的解不唯一,在所有的解向量中,有一个解向量是最小范数解。
其他的解可以认为是由这个解和线性方程组对应的齐次线性方程组Ax = 0通解之和。
齐次线性方程的这些解组成了向量空间R n中的一个子空间,称为矩阵A的零空间,或者称为A的核。
它的维数是n - m。
记作N(A)。
如果矩阵A的秩r小于m,零空间的维数则为n-r。
类似地,齐次线性方程组A T x = 0的全体解组成了向量空间R m的一个子空间,称为矩阵A的左零空间。
它的维数是m - r。
记作N(A T)。
如果矩阵行满秩,即r = m,N(A T)为零。
A的r个线性无关列在m维向量空间中张成一个r维子空间,记作R(A),称为矩阵A的列空间。
A的r个线性无关行在n维向量空间中张成一个r维子空间,,它也可以看成是矩阵A T的列空间。