空间机器人组装超大型结构的动力学分析

摘要：

超大型航天结构具有超大柔性、超低固有频率的特点,空间机器人在轨组装时应尽可能避免激起超大型结构的柔性振动.空间机器人组装超大型结构模块的过程分成抓捕阶段、位姿调整与稳定阶段、安装阶段和爬行阶段.通过对安装阶段的动力学与控制研究,提出共线安装的轨迹规划方法,有效避免了柔性结构振动.首先,采用自然坐标法和绝对节点坐标法建立主结构-空间机器人-待组装结构的在轨组装系统动力学模型.然后,将共线安装的要求转化为空间机器人的轨迹规划约束,要求空间机器人质心到主结构/待组装结构的距离保持不变,实现共线安装的轨迹规划.数值仿真表明:提出的组装方法在组装过程中可有效避免超大型结构的横向运动,降低夹持力矩.最后,分析了系统参数对组装过程动力学响应的影响,为超大型航天器的在轨组装提供了参考.

关键词：超大型航天器、空间机器人、在轨服务、轨迹规划、自然坐标法

所属期刊栏目：43

分类号：O313.7(理论力学（一般力学）)

资助基金：广东省基础与应用基础研究基金2019A1515110730

在线出版日期：2022-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：835-845