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原文传递一种双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统

专利名称：	一种双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统
摘要：	本发明的一种双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统包括动力学宿主机、动力学目标机、数据中转计算机、星载计算机、控制指令中转计算机、地面控制台、分布式外部测量相机、相机数据处理计算机、大理石气浮台、目标星运动模拟系统和主动星运动模拟系统；目标星运动模拟系统主要由1个5自由度运动模拟器和1个缩比星上对接环构成，可实现台面定点悬停的位置保持控制和模拟器缓慢旋转的姿态控制，以模拟空间非合作旋转目标在较短时间内的运动；主动星运动模拟系统主要由1个3自由度运动模拟器和2组完全相同的机械臂抓捕装置构成，每组机械臂抓捕装置包括1条6自由度机械臂、1台安装在机械臂前端的手眼相机和1个安装在机械臂前端的指爪。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海航天控制技术研究所
发明人：	武海雷;韩飞;阳光;朱文山;宋婷;贺亮
专利状态：	有效
申请日期：	2018-12-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-17T00:00:00+0800
申请号：	CN201811514155.1
公开号：	CN109760860A
代理机构：	上海航天局专利中心
代理人：	圣冬冬
分类号：	B64G7/00(2006.01);B;B64;B64G;B64G7
申请人地址：	201109 上海市闵行区中春路1555号
主权项：	1.双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统，其特征在于：该系统包括动力学宿主机1、动力学目标机2、数据中转计算机3、星载计算机4、控制指令中转计算机5、地面控制台6、分布式外部测量相机7、相机数据处理计算机8、大理石气浮台9、目标星运动模拟系统10和主动星运动模拟系统11。 2.双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统，其特征在于：该系统的信息流图是动力学宿主机1通过UDP(User Datagram Protocol，用户数据报协议)把动力学仿真程序加载到动力学目标机2中，动力学目标机2通过UDP把动力学数据发送给数据中转计算机3，数据中转计算机3同时接收地面控制台6的测量数据，并通过串口RS422把动力学数据和测量数据发送给星载计算机4，星载计算机4完成控制指令解算并通过串口RS422把控制指令发送给控制指令中转计算机5，控制指令中转计算机5再通过UDP把控制指令发送给动力学目标机2；地面控制台6接收数据中转计算机3的动力学数据，同时接收由8台外部测量相机7采集并由相机数据处理计算机8处理得到的主动星运动模拟系统11相对于目标星运动模拟器10的相对位置和相对姿态测量数据，通过无线路由器把动力学数据和测量数据发送给主动星运动模拟系统11，主动星运动模拟系统11根据接收的数据完成控制指令解算，并通过自身的飞轮和喷气装置完成相对于目标星运动模拟系统10的相对位置和相对姿态的跟踪。 3.双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统，其特征在于：地面控制台6可实现与主动星运动模拟系统10和目标星运动模拟系统11的无线数据通信，完成指令发送、状态检测和数据处理；气浮台周围布置8台外部测量相机7，每台相机都有电缆与集线器相连，可把采集的主动星运动模拟系统10和目标星运动模拟器11的位置和姿态数据通过UDP发送给相机处理计算机8，相机处理计算机8通过数据解算获得主动星运动模拟系统10相对于目标星运动模拟系统11的相对位置和相对姿态信息；大理石气浮台9作为主动星运动模拟系统10和目标星运动模拟系统11水平运动的基面，水平度不大于30μm/m，可使上述两个模拟器在平台上模拟零重力、低摩擦、微干扰的平动和转动。 4.双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统，其特征在于：目标星运动模拟系统10由1个5自由度运动模拟器10-1、铝型材连接件10-2、背板10-3和缩比对接环10-4构成，可进行定点悬停的位置保持控制和缓慢旋转的姿态控制，以模拟空间非合作旋转目标较短时间的运动。 5.双臂协同抓捕非合作旋转目标的地面试验系统，其特征在于：主动星运动模拟系统11由1个3自由度运动模拟器11-1、铝型材框架11-2、连接件11-3和2组完全相同的机械臂抓捕装置构成，每组机械臂抓捕装置包括1条6自由度机械臂11-4、1台安装在机械臂前端的手眼相机11-5以及1个安装在机械臂前端的指爪11-6，手眼相机实时获取对接环图像，通过机械臂的驱动控制器对图像进行解算，获得相对位姿信息，并控制机械臂的关节运动；当机械臂末端与缩比对接环的相对距离在指爪操控范围内，末端指爪张开抓捕对接环并实时把力传感信息传送给机械臂的驱动控制器，实现柔顺抓捕，该系统具有姿态和平动控制、双臂路径规划、机械臂关节控制、末端柔顺抓捕的功能。
所属类别：	发明专利