空间机械臂关节失效瞬时力矩突变抑制

针对空间机械臂执行负载操作任务突发关节失效引起的关节负载补偿力矩突变问题,建立了关节负载补偿力矩突变优化模型及求解方法。首先分析关节负载补偿力矩突变原因,以故障瞬间力矩突变量最小为目标,考虑突发关节故障,建立关节负载补偿力矩突变优化模型;其次构造含有抑制系数及静力学可操作度梯度的关节力矩修正项,并构造最优抑制系数函数,求解关节力矩突变优化问题;最后通过仿真对关节负载补偿力矩突变优化方法的正确性和有效性展开验证。结果表明:通过搜索最优抑制系数,突发关节失效引起的关节负载补偿力矩突变可被有效抑制,平均抑制率高达89. 26%,且末端操作力精度不受影响,保证了空间机械臂负载操作任务安全可靠完成。

关节锁定空间机械臂负载操作能力评估与轨迹规划

为了使单关节锁定空间机械臂继续执行负载任务,提出关节锁定空间机械臂负载操作能力评估方法及轨迹规划策略.首先,将动态负载能力分析方法与蒙特卡洛法相结合建立动态负载能力容错工作空间,该空间可以直观反映关节锁定空间机械臂负载操作能力及可达性;然后,栅格化该空间,并在代价函数中加入负载能力项以改进A*算法进行搜索轨迹;最后,通过仿真验证关节锁定空间机械臂负载能力评估及轨迹规划方法的正确性,所得轨迹平均带载能力比任务要求高42.5%.