月面采样机械臂动态任务规划方法研究

作     者：刘茜 高宇辉 刘传凯 孙军 袁春强 赵瑞 LIU Qian;GAO YuHui;LIU ChuanKai;SUN Jun;YUAN ChunQiang;ZHAO Rui

作者机构：北京航天飞行控制中心北京100094 航天飞行动力学技术重点实验室北京100094 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:61972020,62003025) 航天飞行动力学技术重点实验室基金(编号:6142210200307,19KY1208)资助项目 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2021年第51卷第12期

页      码：1492-1506页

摘      要：由于月面着陆姿态、工作环境和机械臂变形等多种不确定因素影响,月面采样机械臂的任务规划结果无法事先准确确定,对月面采样机械臂的表取采样任务规划系统的准确性、实时性和灵活性提出了较高的要求.为保证有限时间内灵活准确地进行月面采样作业任务规划,本文提出了月面采样机械臂的动态任务规划方法,设计了包括任务整体规划、采样策略规划和运动控制规划在内的三层规划体系,将复杂月面采样作业任务规划问题分解为空间约束、时序推理和运动控制三个维度分别求解.在此基础上,提出了基于改进Allen模型的时态规划方法和基于最短实时避障路径的运动规划方法,实现对采样任务过程与操作路径的动态灵活调整与快速高效规划.最后,通过机械臂月面采样过程的规划实例,对本文方法进行了验证.结果表明,本文提出的动态任务规划方法满足了月面采样机械臂任务规划的需求,为月面采样任务提供了可靠的理论支持.

主 题 词：月面采样机械臂 分层任务规划 动态任务规划 时间约束模型 运动控制规划 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SST-2021-0244

馆 藏 号：203106557...