Forskare vid Shanghai University har utvecklat en ny metod för att uppnå typsyntes av icke-holonomiska underaktiverade parallella mekanismer. Deras metod, presenteras i ett papper publicerat i Acta Astronautica , kan hjälpa utvecklingen av rymdrobotar för service i omloppsbana.

Varje år, cirka 100 satelliter skjuts upp i rymden för att övervaka aktivitet på jorden och möjliggöra tjänster som kommunikation eller GPS -system. Termen "omloppsservice" avser en mängd olika operationer som syftar till att upprätthålla rymdsystem i omloppsbana, som kan medföra reparationer, hopsättning, tankning och uppgradering av rymdfarkoster efter deras utplacering.

I framtiden, rymdrobotar kan hjälpa till att slutföra serviceuppdrag i omloppsbana snabbt och effektivt, utan behov av mänsklig hjälp. Icke-holonomisk parallellrobotik är ett särskilt lovande tillvägagångssätt inom rymdrobotik, baserat på specifika mekaniska och fysiska principer.

Inom fysik och matematik, ett icke-holonomiskt system är ett system vars tillstånd beror på vägen för att uppnå det. Inom robotik, icke-holonomiska system har fått särskild relevans i samband med rörelseplanering och återkopplingslinjärisering för mobila robotar.

"Den underaktuerade icke-holonomiska parallella mekanismen är en ny riktning för parallell rymdrobotik, med liten volym, lättvikt, låg kostnad, låg energiförbrukning, och hög flexibilitet, "skrev forskarna i sin artikel.

En nyckelfråga vid utvecklingen av parallella mekanismer är typsyntes, vilket innebär att man hittar alla möjliga typer av parallella mekanismer som genererar en rörelse hos den rörliga plattformen med en viss frihetsgrad (DOF) eller rörelsemönster. Systematiska metoder för typsyntes av parallella mekanismer kan klassificeras i två huvudgrupper:tillvägagångssätt med ett visst antal DOF och de med ett specifikt rörelsemönster.

"De befintliga metoderna för typsyntes kunde inte generera underaktuerade icke-holonomiska parallella mekanismer med införandet av de icke-holonomiska sfäriska paren i parallella mekanismer, "förklarade forskarna." Det här dokumentet ägnas åt typsyntes av underaktiverade parallella mekanismer med sfäriskt rörelsemönster åtföljt av alstring av icke-holonomiska sfäriska par i parallella mekanismer med sfäriska rörelsemönster. "

I deras studie, forskarna föreslog en ny kontaktmetod för rull-sfär, samt en generationsmetod för icke-holonomiska sfäriska par i parallella underaktuerade mekanismer med sfäriska rörelsemönster. Den icke-holonomiska sfäriska begränsningsmekanismen som de utvecklat förenklar den rumsliga strukturen och förbättrar noggrannheten hos den sfäriska icke-holonomiska begränsningsstrukturen.

Forskarna demonstrerade hur deras metod kan tillämpas i verkliga scenarier, med hjälp av exemplet på en icke-holonomisk underaktuerad ledmekanism hos en rymdrobot för service i omloppsbana. I framtiden, denna teknik kan användas för att utveckla lättvikt, flexibla och billigare rymdrobotar med lägre energiförbrukning.

© 2018 Tech Xplore