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[专题] 空间机械臂卫星-----空间机器人已发射,期待在轨表现

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heito 发表于 2008-11-13 12:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 cmj9808 于 2013-7-20 23:47 编辑

中国空间机器人研制打响攻坚战
http://www.enorth.com.cn  2008-11-13 10:32



                               
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北航与意大利米兰理工大学合作研制的初始样机。

                               
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丁希仑和他的团队将要现实的空间机器人构想。
  最近,“空间机器人”一词频频见诸报端。
  在11月9日闭幕的第七届中国国际航空航天博览会上,中国航天科技集团公司的相关负责人透露,2013年我国探月二期工程将向月球发射软着陆器和月球车,而月球车的学名就是“月球探测远程控制机器人”。
  此前,在深圳举行的第十届中国国际高新技术成果交易会上,中国工程院院士蔡鹤皋展示了我国正在研制的空间机器人的局部图像。据他介绍,我国将于2011年左右发射一颗卫星,卫星上有空间机器人的机械臂操作程序。如果此次空间机器人机械臂实验成功,它将成为我国首个送入太空的机器人。
  “目前我国空间机器人前期研制工作已经告一段落,初步具备了利用空间机器人在外太空开展科学研究的能力。”北京航空航天大学空间机器人实验室负责人丁希仑教授在接受《科学时报》采访时表示:“未来3到5年,将是该领域技术攻关的重要阶段,需要凝聚全国从事相关研究的优势力量,共同打响攻坚之战。”
  人类在宇宙中的帮手
  英国科幻小说作家亚瑟·克拉克有句名言:“在宇宙中人类并不孤独。”对这句话,丁希仑有自己的理解。
  在他看来,虽然人类探索地球以外的宇宙空间的旅程是充满危险和挑战的,但同时也是机器人发挥作用的最佳场所。
  以月球为例。由于月球没有大气层,温度的变化全由阳光直接决定,所以日间最高温度可达150℃,而夜间则会降至-180℃,昼夜温差高达330℃,是一个彻底的“冰火两重天”。而且,月球每天都会直接面对超新星与太阳风暴等大量宇宙射线,而当宇宙射线击中月球表面时,会引发微型的核反应,其结果就是月球表面也产生大批危险的次级辐射。此外,月球重力仅为地球的1/6,这使得月球表面的土壤远比地球上松软,月球上的行走远比地球上容易打滑。丁希仑认为,在这种与地球截然不同的环境中,虽然人类很难自如活动,但机器人却可以帮助人类实现目标。
  “空间机器人将在人类探索和开发外空间过程中发挥重要的作用。”丁希仑说。据悉,空间机器人按用途主要分为星球(月球、火星等)探测机器人和空间站应用机器人。而空间站应用机器人又可细分为空间舱外(作业)服务机器人(包括基座可固定于空间站外的机械臂、自由飞行的空间机器人和自由飘浮的空间机器人)和空间舱内(作业)服务机器人。丁希仑告诉记者,空间机器人可以在太空恶劣的环境下代替人类完成危险和难以完成的任务,如探索火星和水星等行星,搭建空间站,进行太空实验和空间飞行器、卫星、太空望远镜等的维修和维护任务,甚至保卫太空安全等。
  不过,“空间机器人和地球上的机器人有很大差别”,丁希仑表示:“最重要的一点,就是它要适应所处的宇宙空间的环境,这也是空间机器人研制中所面临的最大挑战。”
  尚处起步阶段
  丁希仑告诉记者,我国对空间机器人的研究和探索始于上世纪90年代,国家科技计划中有专门的经费投入进行空间机器人预先研究。随着我国探月工程计划和未来空间站计划的实施,相关的预研工作也于2000年后陆续展开,现在有一些(月球车、空间站应用机器人等)初始样机问世,许多关键技术已获突破,逐渐进入工程样机研制阶段。
  就世界范围而言,美国在空间机器人研制方面处于领先地位,如美国的勇气号和机遇号火星探测车。俄罗斯在这方面的实力也非常强,其(苏联)研制的登月机器人Lunokhod1于1970年成功登陆了月球。加拿大在空间机械臂的研究上具有世界领先的水平,如加拿大为国际空间站研制的大型机械臂。欧洲航空局在空间站应用机器人和星球探测机器人的研究上也具有很高的技术水平。
  “我国经济条件、科技条件的改善以及系列大型航天计划的实施,带动空间机器人的研究从20年前的浅层次理论阶段发展到现在的空间实用研究阶段。”丁希仑说。他认为,当今世界,国家之间展开了激烈的航天竞争,发展空间机器人在一定程度上也是一个国家科技实力的体现。我国在空间机器人的研制方面还处于起步阶段,但起点较高。神舟系列飞船试验和月球探测一期的成功,表明我国的航天器推进技术水平和遥感、遥测等通信技术水平有较大的提高。
  不过,丁希仑也认为,我们在技术水平上与美国、俄罗斯和欧洲有一定的差距,主要反映在硬件研制的技术水平较低,如机器人在恶劣空间环境下的驱动系统、传感与控制系统、能源以及通信系统等。此外,从事相关研究的科研队伍尚未形成规模,整体实力和水平以及相关的实验条件和经验还存在不足。
  三大方向将成未来发展趋势
  “空间机器人未来的发展主要有3大方向,即机器人对空间环境的适应性和智能性的提高、多机器人发展以及机器人能源研究等三个方面,其中尤以多机器人的发展为着重点。”丁希仑说。
  丁希仑告诉记者,把多个小机器人放到地球以外的星球表面去,它们之间可以互相配合、互相通信,提高探测和作业效率。而且,如果其中一个机器人出现了问题,也不会影响整体计划的执行。此外,机器人相互之间还可以作些维修。丁希仑还认为,把一个大的复杂的机器人的功能分到其他多个小机器人上,还可以在一定程度上降低航天探测的风险。
  据了解,丁希仑和他的研究团队在十年前开始空间站作业机器人的关键技术研究,并搭建了面向空间站应用的冗余度双臂空间机器人协调操作实验平台。2002年,他们开始轮腿式新型星球探测机器人的研究,并已针对星球探测的复杂未知环境,开展了轮腿复合式多足机器人系统组织的结构设计、机械本体设计、传感与控制、通信、能源与温控、信息技术科学等多项关键技术研究。目前,他们已经与意大利米兰理工大学合作完成了原理样机设计制作、月壤钻探采样器的设计、机器人系统通信与控制系统软硬件的实现,进行了各种仿真试验和初始样机试验等。截至记者采访时,他们已进行到第三代样机的加工制作阶段。
  “空间技术的发展离不开空间机器人,空间机器人将在我国未来的空间计划实施中发挥重要作用。”谈到我国空间机器人未来的发展,丁希仑告诉记者,下一步我国空间机器人的工程样机研制和试验任务依然非常紧迫。未来3到5年是重要阶段,需要凝聚全国从事相关研究的优势力量打响空间机器人研制的技术攻坚战,并建立由航天企业牵头、国内相关行业主要科研院所积极参与的空间机器人研究队伍。
 楼主| heito 发表于 2008-11-13 12:07 | 显示全部楼层
中国"空间机器人"上天可猎星 预计2011年发射2008年10月14日 07:07
来源:南方日报 选稿:朱永斌
  “神七”载人航天任务圆满完成,科学家们又开始了新的目标:将“空间机器人”送上太空。正在深圳举行的第十届中国国际高新技术成果交易会上,中国工程院院士蔡鹤皋展示了我国正在研制的“空间机器人”局部图像。

  在高交会现场举行的“智能与机器人”院士论坛上,记者看到了这一款“空间机器人”的机械臂图像。据蔡鹤皋介绍,我国将于2011年左右发射一个卫星,卫星上有“空间机器人”的机械臂进行操作。大卫星上的机械臂抓着小卫星,将小卫星释放出去,然后追踪小卫星,到一定时候再把小卫星“抓”回来。如果此次“空间机器人”机械臂实验成功,将成为我国首个送入太空的机器人。

点评

现在看来,这个预计过于乐观。  发表于 2011-11-23 23:01
xiahong58 发表于 2008-11-16 21:33 | 显示全部楼层
机器人对在航天空间有帮助,不可能弄一蜘蛛上去吧~~
Nighthawk 发表于 2008-12-18 12:20 | 显示全部楼层

[空间技术]空间机械臂技术及发展建议

空间机械臂是一个机、电、热、控一体化的高集成度的空间机电系统。文章概述了国内外该技术的发展情况;论述了空间机械臂在目标监视与观测、在轨试验和建设、行星与深空探测三个方面的任务;讨论了系统构成与功能。结合工程应用,提出了空间生存与性能保持、空间驱动与伺服、空间建标与测量、天地协同控制与示教、地面仿真训练与环境模拟五项关键技术。文章还对我国在该技术领域的发展思路提出了建议,并展望了我国空间机械臂技术的发展前景。

写文章的三个人可都是不小的人物啊,呵呵。

最后一张是今年刚刚前往ISS的加拿大空间局的Detrex机器人,样子十分科幻,功能更是强大,十分值得我们研究学习。

[ 本帖最后由 Nighthawk 于 2008-12-18 12:23 编辑 ]
liudao 发表于 2008-12-18 13:33 | 显示全部楼层
国际空间站的那个巨大机械臂,就是加拿大制造的,难怪印度把加拿大认作世界第5航天大国,排在中国之前.

点评

加拿大连自己的火箭都没有  发表于 2013-7-19 18:54
Nighthawk 发表于 2008-12-18 13:53 | 显示全部楼层
加拿大发展航天的思路比较值得学习,像机械臂和SAR卫星,干一样精一样,虽然他们没有进入太空的能力,但是空间技术比较发达,一样搭上了ISS的顺风车,发挥了不小的作用
jingyan66 发表于 2009-11-7 17:39 | 显示全部楼层

红林厂机器人通过863验收

2009年11月03日

     本报讯 由科工九院红林厂研制的“仿人机器人高性能单元与系统”,最近通过了863项目的中期验收。在性能指标验收中,该厂研制的“仿人手臂”的动作,无论是刚度还是灵活性都表现良好,特别是手臂的重复定位精度,平均值在0.03毫米以内,顺利获得了继续参与后期研制的资格。
     从事机器人研制8年来,该厂成功研制出地面无人机动平台、遥控数据手臂、太空机械臂、工业机器人、排爆机器人等多种产品,同时根据不同的功能要求,先后研制出了第一、二代仿人机器人。(胡晓娟)
feibob 发表于 2009-11-8 00:24 | 显示全部楼层
TG人多就是好啊,  钱一多, 效果立马就出来了
tianlan 发表于 2009-11-8 18:36 | 显示全部楼层
空间机械还真是有大用处的
hnxsyw 发表于 2009-11-16 13:40 | 显示全部楼层
到时候是上五院的还是哈工大的?
未命名.jpg
Nighthawk 发表于 2009-11-16 13:57 | 显示全部楼层
TG人多就是好啊,  钱一多, 效果立马就出来了
feibob 发表于 2009-11-8 00:24

让我想起了玩魔兽争霸对战的时候,你给一个没钱了的疯狂电脑几万金矿,它一下子就会爆出七八十人口的三级兵种,把对方荡平……
woosaa 发表于 2010-3-9 21:27 | 显示全部楼层
不是想顶贴,确实有一疑问!!
为什么要将机械臂装在一颗卫星上面发射?为什么不安装在神舟飞船上?毕竟飞船体积、重量都大,应该比较稳定。实验目的??
kktt 发表于 2010-3-9 21:42 | 显示全部楼层
不是想顶贴,确实有一疑问!!
为什么要将机械臂装在一颗卫星上面发射?为什么不安装在神舟飞船上?毕竟飞 ...
woosaa 发表于 2010-3-9 21:27



对自己的卫星进行在轨服务
对别人的卫星进行XXX
青色的雪 发表于 2010-3-9 23:41 | 显示全部楼层
不是想顶贴,确实有一疑问!!
为什么要将机械臂装在一颗卫星上面发射?为什么不安装在神舟飞船上?毕竟飞 ...
woosaa 发表于 2010-3-9 21:27



    应该类似美国去年做的事情,可以抓回自己的卫星进行补给,必要时也可以对别人的卫星下黑手……
woosaa 发表于 2010-3-10 13:12 | 显示全部楼层
谢谢楼上两位老兄的回帖!!
jingyan66 发表于 2010-5-5 10:16 | 显示全部楼层

哈工大的空间机械手原理样机

快照4.JPG
暗夜流星 发表于 2010-11-19 14:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 暗夜流星 于 2010-11-19 14:53 编辑

这个消息不应该漏掉,图片来自超大

10111822510e912c4bd4635aea.jpg 10111822524636f5cdb7cdca30.jpg 1011182212b6b881ccfe11b498.jpg
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与德国总理的握手:新一代仿人五指机器人灵巧手HIT/DLR II
陈兆芃 刊发时间:2010年06月19日


在刚刚落下帷幕的柏林国际航空航天展览会中,由哈尔滨工业大学机器人研究所和德国宇航中心机器人及机电一体化研究所联合研制的新一代仿人五指机器人灵巧手HIT/DLR II,在德国总理默克尔的注视下完成了打开关闭空气阀门,修复太阳能板等一系列高难度动作。随后默克尔总理与空间遥操作机器人亲切握手,并由衷赞叹。与此同时,另一个位于慕尼黑的仿人机器人正在忙碌,机器人的左手稳稳地抓起一个杯子放到前台,右手紧握冰淇淋勺,轻快的舀起冰淇淋精确地放入杯中。在惊奇的眼光中,来宾拿起冰淇淋开始品尝。这是在德国慕尼黑机器人及自动化博览会上由五指机器人灵巧手所完成的众多操作之一。


德国总理默克尔与机器人灵巧手亲密接触

机器人灵巧手是智能机器人的关键部件之一,它不仅可以安装在机器人手臂上,在复杂、危险的太空环境中完成精确操作,从而代替宇航员长时间在危险环境中完成维修、安装等工作,还可以集成于地面机器人,在核、生、化等危险环境中从事探测、取样、装配、修理作业等。另外,机器人灵巧手还可以为人工智能、遥操作以及抓取规划等方面的科研工作者提供良好的实验平台,并应用于服务性机器人中为人们提高日常生活的质量,具有广阔的应用空间。

在上一代机器人灵巧手HIT/DLR I的基础之上,哈工大机器人研究所“长江学者“特聘教授刘宏教授带领德宇航-哈工大(HIT/DLR)联合机器人实验室完成了新一代仿人五指机器人灵巧手HIT/DLR II的设计工作,并成功应用于空间机器人、臂手联合操作系统和机器人肌肉控制系统等多个科研项目当中。HIT/DLR II机器人灵巧手是新一代多传感器、高度集成的机器人灵巧手。该灵巧手有5个手指,多达15个自由度。每个手指有3个自由度,4个关节,每个手指能提起1千克的重物。所有的驱动、传动、传感及电气模块均集成在灵巧手手指和手掌中,具有多种感知、集成化、模块化、数字化以及实时控制等特点。机械手的尺寸与人手相仿,整体质量1.8千克,小于国内外的同类机器人灵巧手。该项目先后获国家自然科学基金和国家“863”高科技项目资助。其驱动机构、传感器以及驱动与控制系统等已获多项国家发明专利。HIT/DLR II 仿人灵巧手荣获2010年度德国国家设计奖提名和国际IF设计奖等多项国际奖项。

该灵巧手在慕尼黑和柏林两地的展出均引起了极大关注。在本次柏林国际航空航天展览会和慕尼黑机器人及自动化博览会中共有6只机器人灵巧手参与了展出。另外同样由该实验室设计的新一代小型五指手也参与了展出,并引得当地媒体争相报道。小型五指手具有5自由度15个转动关节,外形仿生,体积约为正常人手的85%,重量约400多克。小型五指手的控制采取肌电控制与自主抓取控制相结合的控制策略,可实现对人手10种抓取动作的识别,并控制小型五指手根据所识别出的动作平稳可靠的抓取物体。


HIT/DLR II 五指灵巧手         小型五指灵巧手

“到底是由于智慧才产生了手,还是由于手而引发了智慧“,亚里士多德在千年以前关于智慧的探讨凸显出机器人灵巧手在机器人及人工智能领域的深远意义。而HIT/DLR II机器人灵巧手的研制成功以及其国际化的应用成果,正突出地显示了我校在世界机器人研究领域的技术水平和国际学术交流的影响力。

评分

参与人数 1火箭 +1 收起 理由
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绿林好汉 发表于 2011-1-20 07:19 | 显示全部楼层
这个悬乎!空间姿态控制恐怕不容易,放机械臂在小卫星上不如放到大型航天器上;
要不就空间对称,同时反向操作。
ROADYANGJIAN 发表于 2011-1-20 16:57 | 显示全部楼层
快到发的时候了吧,,
浙江诸暨 发表于 2011-7-30 21:06 | 显示全部楼层
这东西什么时候发射啊

点评

这个建空间站前发射就可以了,不急的  发表于 2011-7-30 21:46
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