北京理工大学
研究人员设计了一种轻型空间机械臂，提出的积分自适应导纳控制方法比传统方法具有更好的性能
学分:空间:科学与技术 机器人已经在太空了
从月球上的着陆器到火星上的火星车等等，机器人都是太空探索的完美人选:它们可以承受极端环境，同时以完全相同的方式持续重复同样的任务，不会令人厌倦
像地球上的机器人一样，它们可以完成危险和平凡的工作，从太空行走到抛光航天器表面
随着太空任务数量的增加和科学范围的扩大，需要更多的设备，需要一种能够在人类难以操作的环境中操作的轻型机械臂
然而，在地球上，操作平面是平的，能够移动这种臂的控制方案不能转换到空间，在那里环境是不可预测和变化的
为了解决这个问题，哈尔滨工业大学机械工程与自动化学院的研究人员开发了一种重达9
23公斤——大约一岁婴儿的大小——能够承载几乎四分之一的自身重量，并且能够根据环境实时调整自己的位置和速度
他们在9月20日公布了他们的结果
28在太空:科学与技术
对应作者哈尔滨工业大学机械工程与自动化学院、机器人与系统国家重点实验室教授·许表示:“为了解决空间作业中对机械手质量和尺寸的严格限制，以及对控制方法的可靠性和安全性要求较高的问题，我们研制了一种轻型空间机械手，并提出了一种新的控制方法。”
这种操纵器在运行时需要施加恒定的力控制
“对于平面的恒力控制，控制力的方向是恒定的，但对于未知环境中的曲面，其法向量往往会实时变化，因此传统的方法会失效，”徐说
“为了克服这个困难，我们提出了积分自适应导纳控制，可以实现机械手末端期望位置的实时修正，使其完全接触，实现恒力控制。”
" 把它比作在一张纸上画线
当纸张放在平坦的桌面上时，在线上保持均匀的压力要容易得多
在一张包裹着弹跳球的纸上画一条相同的线要困难得多，需要具体的计算来理解球的运动，以及根据笔和球的位置施加多大的压力
为了保持空间机械手的力控制不变，研究人员采用了一种无需稳态校正的控制方法——稳态校正是已知环境中控制系统的关键组成部分
稳态校正将潜在的误差应用于整个运动，当环境是可预测的时，这可以减轻问题
例如，如果机械手知道桌子表面粗糙，强大的压力会导致纸张撕裂，它可以减轻笔的压力以保持恒定的线条
但是当表面变化且不可预测时，保持恒定的校正状态会导致更多的误差，因为不是所有的校正都适用于所有的误差
研究人员测试了他们对轻型机械手的控制方法，发现即使在未知的表面上，机械臂也能比传统控制的机械手更快地进行调整，从而产生足够稳定的跟踪效果，适合实际应用
“使用所提出的轻型空间机械臂和积分自适应导纳控制方法可以解决在轨服务的实际问题，例如空间目标捕获、在轨组装、轨道修复等，”徐说
徐认为，该工作可为未来轻型机械手的设计提供参考，同时该控制方法可应用于机器人平面磨床和抛光机的加工过程
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