第二章 相关文献 9 2.1 机器人故障与定性评估研究 10 2.1.1 多数据源机器人机械手故障分析 11 2.1.2 单数据源移动机器人可靠性研究 13 2.1.3 用于 USAR 的移动机器人定性评估 14 2.2 故障分析方法 15 2.2.1 故障表征与分类 16 2.2.2 可靠性验证方法 18 2.3 容错系统 21 2.3.1 基于模型的容错系统 21 2.3.2 混合容错系统 23 2.3.3 基于专家系统的容错系统 24 2.3.4 以数据中心为中心容错系统 24 2.3.5 自主计算中的容错 25 2.4 总结 28
Teleperation在多个机器人技术应用中至关重要。提到一些,它可用于在危险环境中远程操作机器人[1,2],以执行通缉轨迹的演示,以引导不同的学习方法,例如daggers [3]或扩散策略[4]。成功的远程操作系统应该主要是i)直觉,ii)机器人不可知论,iii)成本效益。应控制其笛卡尔坐标,即末端效应器的位置和方向。但是,在笛卡尔空间中直观地运行正在努力。一种常见且具有成本效益的解决方案是使用适用于在3D空间中工作的计算机鼠标,如[5]中所示。尽管有经验的用户可以通过这样的设置执行令人印象深刻的远程操作任务[4],但用户无法直接模仿
本文提出了一种新型搜救遥控机器人(ROV)系统的设计方案,其目标是实现水下目标搜索探测和小目标捕获及救援作业要求。首先给出了整个水下系统总体设计和推进系统布局设计。在此基础上对ROV框架结构、电子舱、动力舱进行设计分析。为完成抓取任务,基于多功能机械手设计了抓取手,实现水下抓取。为使ROV更加智能化,采用并分析了多种水下物体检测与跟踪方法。最后,在水池和海上进行了试验,验证了所设计的搜救ROV的可靠性和稳定性。
摘要 — 欧盟项目 PULSAR(超大型结构组装机器人原型)对一项潜在任务进行了可行性分析,该任务可以展示用于大型太空望远镜自主组装的机器人技术。该项目使用两个硬件演示器进行分析,一个用于展示使用机器人操纵器组装五个分段镜面砖,另一个展示在低重力条件下组装大型结构的扩展移动性。硬件演示器辅以模拟分析,以展示完全集成系统的运行并应对姿态和轨道控制领域的挑战。该项目开发的技术支持通往空间服务、组装和制造(ISAM)的道路。关键词:在轨组装;轨道机器人;空间机器人;太空望远镜
a)脚踩在空间站远程操作机器人的机器人手臂上,宇航员Mike Fossum在太空站的机器人手臂上限制了脚步,将机器人加油任务(RRM)有效载荷转移到了太空行走期间。b)OSAM-1的机器人维修臂(从上方)的抓斗测试模拟了在马里兰州格林贝尔特NASA的Goddard太空飞行中心的机器人操作中心中捕获自主卫星的照明条件。c)大型望远镜(例如14m分段辐射计)的精确空间组装表明,OSAM技术有望避免整流罩大小的物理局限性,并在对地球和太空科学方面的敏感性方面取得了重大进步。d)合作服务阀(CSV)的设计旨在促进轨道上的远距离抗原供应,这些推进剂和压力机将延长太空飞行资产的寿命。
本文件中使用的首字母缩略词和缩写定义如下。 AC-10 Aerocube-10 ACCESS 可直立空间结构装配概念 ACME 带移动炮位增材制造 AFRL 空军研究实验室 AMF 增材制造设施 AMS Alpha 磁谱仪 ANGELS 本地空间自动导航和制导实验 ARMADAS 自动可重构任务自适应数字装配系统 CHAPEA 机组人员健康和表现模拟 CNC 计算机数控 DARPA 国防高级研究计划局 Dextre 特殊用途灵巧机械手 EASE 舱外活动结构组装实验 EBW 电子束焊接 EELV 改进型一次性运载火箭 ELSA-d Astroscale 演示报废服务 ESPA EELV 二级有效载荷适配器 ETS 工程测试卫星 EVA 舱外活动 EXPRESS 加快空间站实验处理 FARE 流体采集和补给实验 FDM 熔融沉积成型 FREND 前端机器人启用近期演示 GaLORE 从风化层电解中获取的气态月氧 GEO 地球静止轨道 GOLD 通用锁存装置 HST 哈勃太空望远镜 HTP 高强度过氧化物 ISA 空间组装 ISAM 空间维修、组装和制造 ISFR 现场制造和维修 ISM 空间制造 ISRU 现场资源利用 ISS 国际空间站 ISSI 智能空间系统接口 JEM 日本实验模块 JEM-RMS 日本实验模块遥控操作系统 LANCE 用于施工和挖掘的月球附着节点 LEO 低地球轨道 LH2 液氢 LINCS 本地智能网络协作系统 LOX 液氧 LSMS 轻型表面操纵系统 MAMBA 金属先进制造 机器人辅助组装 MER 火星探测探测器
组装大型空间结构意味着将模块化组件有序地组装在一起,这由指示每个部件相对定位的高级总体规划决定。在空间应用中,常见的机器人系统在执行任务方面具有较低的自主性。操作通常依赖于远程命令,这需要为操作员提供适当的反馈渠道,通常会受到相当大的时间延迟的影响。共享自主性的概念提高了此类机器人系统的灵活性,并减少了操作员在复杂任务中的工作量。尽管如此,由于组装任务的精细度,远程操作方法在组装复杂结构时使用有限,因为操作员命令和机械手动作的同步会消耗
摘要 - 人的手指通过结合刚度不同的结构(从软组织(低)到肌腱和软骨(中)到骨骼(高),实现了异常的灵巧性和适应性。本文探讨了开发具有相似多态性特征的机器人手指。具体来说,我们建议使用通过体素大小和单位细胞几何形状参数的晶格配置,以优化并实现具有高粒度的精细调谐刚度。这种方法的一个重要优势是在单个过程中打印设计的可行性,消除了对刚度不同的元素的手动组装的需求。基于这种方法,我们提出了一种新颖的人类手指和一个软抓手。我们将后者与刚性操纵器集成在一起,并证明了挑选和放置任务的有效性。
对于部署在对人类有害和危险环境中的机器人操纵器,经常会担心关节故障时任务执行的可靠性。冗余机器人操纵器可用于降低风险并确保故障后任务的完成,这对于太空应用等至关重要。本文介绍了分析关节故障潜在风险的方法,并介绍了用于机器人操纵器的容错任务设计和路径规划的工具。所提出的方法基于离线预计算工作空间模型。这些方法足够通用,可以处理具有任何类型的关节(旋转或棱柱)和任意数量的自由度的机器人,并且可能在过程中包括任意形状的障碍物,而无需借助简化模型。应用示例说明了该方法的潜力。
AC-10 Aerocube-10 可直立空间结构的接入组装概念 ACME 带移动炮位的增材建造 AFRL 空军研究实验室 AgMan 空间系统敏捷制造 AMF 增材制造设施 AMS Alpha 磁谱仪 ANGELS 本地空间自动导航和制导实验 ARMADAS 自动可重构任务自适应数字装配系统 BONSAI 通过高级集成实现的在轨系统总线复制品 CAVE 协作式自动驾驶汽车环境 CHAPEA 机组人员健康和表现模拟 CNC 计算机数控 DARPA 国防高级研究计划局 DeSeL 可展开结构实验室 Dextre 特殊用途灵巧机械手 EASE 舱外活动结构组装实验 EBW 电子束焊接 EELV 进化型一次性运载火箭 ELSA-d Astroscale 演示的报废服务 ESPA EELV 二级有效载荷适配器 ETS 工程测试卫星 EVA 舱外活动 EXPRESS Xpedite空间站实验处理 FARE 流体采集与补给实验 FASER 现场与空间实验机器人 FDM 熔融沉积建模 FREND 前端机器人实现近期演示 GaLORE 从风化层电解中获取的气态月球氧 GEO 地球静止轨道 GOLD 通用锁存装置 HST 哈勃太空望远镜 HTP 高强度过氧化物 ISA 空间组装 ISAAC 自主自适应看护综合系统 ISFR 现场制造与修复 ISM 空间制造 ISRU 现场资源利用 ISS 国际空间站 Issl 智能空间系统接口 JEM-EF 日本实验模块——暴露设施 JEM-RMS 日本实验模块遥控系统 LANCE 用于施工和挖掘的月球连接节点 LEO 低地球轨道 LH2 液氢 LINCS 本地智能网络协作系统 LOX 液氧