牛嘉祥,胡玉茜,吴志红,周波,余晟

• 1:北京空间飞行器总体设计部

摘要(Abstract)：

在空间站的建造和使用过程中，需要应用机械臂对不同舱段或目标航天器进行多次自主捕获及转位操作。文章提出应用机械臂实现空间站舱段或目标航天器自主捕获及转位的方案。其中：信息流方案中明确信息系统的构建方案，着重说明各类型数据的传输路径及方式；操控方案明确空间站舱段或目标航天器自主捕获及转位的整体操控方法，着重说明具有良好复用性并可自主执行的模块化设计过程。通过地面测试验证及在轨空间站机械臂转位货运飞船试验，对信息流方案和操控方案进行验证。结果表明：应用机械臂的空间站舱段或目标航天器自主捕获及转位方案设计正确，能够实现高实时性、自主控制、可复用的空间站舱段或目标航天器自主捕获及转位，可为后续空间站的建造及机械臂的使用打下很好的基础。

关键词(KeyWords)： 空间站舱段;目标航天器;机械臂;捕获及转位

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation):

作者(Author): 牛嘉祥,胡玉茜,吴志红,周波,余晟

参考文献(References)：

• [1] 周建平.我国空间站工程总体构想[J].载人航天，2013,19(2):1-10.ZHOU Jianping.Chinese space station project overall vision [J].Manned Spaceflight,2013,19(2):1-10 (in Chinese).
• [2] 刘宏，蒋再男，刘业超.空间机械臂技术发展综述[J].载人航天，2015,21(5):435-442.LIU Hong,JIANG Zainan,LIU Yechao.Review of space manipulator technology [J].Manned Spaceflight,2015,21(5):435-442 (in Chinese).
• [3] 李大明，饶炜，胡成威，等.空间站机械臂关键技术研究[J].载人航天，2014,20(3):238-242.LI Daming,RAO Wei,HU Chengwei,et al.Key technology review of the research on the space station manipulator [J].Manned Spaceflight,2014,20(3):238-242 (in Chinese).
• [4] 于登云，孙京，马兴瑞.空间机械臂技术及发展建议[J].航天器工程，2007,16(4):1-8.YU Dengyun,SUN Jing,MA Xingrui.Suggestion on development of Chinese space manipulator technology [J].Spacecraft Engineering,2007,16(4):1-8 (in Chinese).
• [5] 翟光，仇越，梁斌，等.在轨捕获技术发展综述[J].机器人，2008,30(5):467-480.ZHAI Guang,QIU Yue,LIANG Bin,et al.Development of on-orbit capture technology [J].Robot,2008,30(5):467-480 (in Chinese).
• [6] BOUMANS R,HEEMSKERK C.The European robotic arm for the International Space Station [J].Robotics and Autonomous Systems,1998,23(1/2):17-27.
• [7] ADENILSON R da Silva,LUIZ C,GADELHA de Souza,et al.Joint dynamics modeling and parameter identification for space robot applications [J].Mathematical Problems in Engineering,2007,12(5):21-40.
• [8] LUCIBELLO P,BELLEZZA F.Nonlinear adaptive control of a two link flexible robot arm [J].Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control,1990,8(4):2545-2550.
• [9] SMITH C,SEAGRAM J.Free-flyer capture new robotic challenges from the International Space Station [J].Journal of the British Interplanetary Society,2007,60(9):339-346.
• [10] 刘茜，肖轩，程靖，等.面向空间机械臂任务验证的硬件在环半物理仿真系统研究[J].载人航天，2019,25(2):227-235.LIU Qian,XIAO Xuan,CHENG Jing,et al.Research on hardware-in-the-loop semi-physics simulation system for space manipulator task verification [J].Manned Spaceflight,2019,25(2):227-235 (in Chinese).