卫星对接捕获的地面微重力验证系统

发布时间：2021-09-02 13:33

　　以航天器（卫星等）在轨服务的对接捕获操作为研究背景,介绍了两卫星对接捕获系统及其对接捕获的接触动力学特性。基于硬件在环仿真原理,采用两地面工业机器人建立了两卫星对接捕获操作的地面微重力验证系统,模拟了在太空微重力环境下两卫星对接捕获操作过程中的接触碰撞的情况。利用该地面微重力验证系统,通过专门针对卫星火箭发动机喷嘴的对接捕获机构实现了两卫星对接捕获操作。实验结果验证了在空间微重力环境下,基于硬件在环仿真原理建立的地面验证系统对卫星对接捕获验证实验的有效性。 

【文章来源】：机械与电子. 2020,38(12)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

服务卫星和目标卫星系统

卫星对接捕获的地面微重力验证系统的实现方案如图3所示。目标卫星的运动模拟是通过工业机器人T的运动实现的。目标卫星在自由空间运动可以按照在微重力环境下单刚体运动来进行运动轨迹规划。当服务卫星的对接捕获机构接触碰撞到目标卫星的喷嘴后,通过重力补偿后,运动控制系统将接触力和力矩信息,以及目标卫星运动信息传递给目标卫星动力学模拟器,目标卫星动力学模拟器将其运动状态通过工业机器人末端对目标卫星的运动学等效,计算得到工业机器人末端的运动状态。最后通过工业机器人T的逆运动学得到其关节伺服运动信息,从而通过工业机器人T的运动实现对目标卫星的运动模拟。图3 地面微重力验证系统方案

图2 地面微重力验证系统组成服务卫星的运动模拟是通过工业机器人A的运动来实现的。服务卫星通过视觉相机测量服务卫星的对接捕获机构相对于目标卫星的火箭发动机喷嘴的位姿信息,将相机测量的相对位姿信息通过服务卫星的运动学规划和动力学模拟计算,得到服务卫星的运动信息。同样,通过运动学等效实现工业机器人A末端对服务卫星的运动模拟,得到工业机器人A末端的运动状态。通过工业机器人A的逆运动学得到其关节伺服运动信息,从而通过工业机器人A的运动实现对服务卫星的运动模拟。


本文编号：3379103