地外风化层采样机械臂自主避障控制方法

摘要：

由于地外天体风化层环境的不确定性,执行浅层钻取采样任务时易受到潜在障碍物的干扰,而对于采样时感知环境并进行机构姿态调整的研究相对较少.为提高采样成功率、改善作业时末端机构受力情况,提出了一种应用于地外风化层采样任务的机械臂自主避障控制方法.设计了能够辅助旋转避障与平移探进的三自由度机械臂,并进行了运动学分析.通过搭载三维力传感器获取采样器受力信息,结合导纳控制与旋转避让进行障碍规避.为验证方法可行性,进行了多组仿真实验和实物实验.实验结果表明,所提出的方法能够有效帮助采样器避让障碍物体,显著减小了作业阻力,X、Y、Z三方向最大受力的改善分别达到 46.7%、57.0%、64.9%,改善了常规柔顺方法应用于浅层钻取时易受干扰的不足.

关键词：风化层采样、地外探索、采样机械臂、自主避障、导纳控制

所属期刊栏目：44

分类号：TH702(仪器、仪表)

资助基金：电子学会-腾讯RoboticsX犀牛鸟专项研究计划项目RoboticsX

在线出版日期：2023-10-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：133-142