附件C：譯文

2003年IEEEIRSJ的報告
Intl.關(guān)于智能機器人系統(tǒng)的會議
拉斯維加斯，內(nèi)華達州2003年10月

使用扶手的空間機器人機械手行進的動力學(xué)以及控制
Hirotaka SAWADA和Saburo MATUNAGA
空間系統(tǒng)實驗室
機械及航天工程學(xué)部門
東京技術(shù)研究所
電子郵箱：hiro@lss.mes.titech.ac.jp

摘 要
本文研究空間機器人的機械手進給的運動動力學(xué)，并且使用具有軌道結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)粒度計從而能夠檢查、修理或者修建它們。本文研究一個M類型的空間機器人(RBR)，其機械手按照一定規(guī)律進給。首先，對RBR進行了微型刻槽路徑實驗，使用感應(yīng)式轉(zhuǎn)速計識別出了機器人的動力學(xué)參數(shù)和動態(tài)參量。然后，在一定的約束下進行二維平面內(nèi)的六自由度機器人手臂動力學(xué)數(shù)值模擬仿真。根據(jù)已知的空間結(jié)構(gòu)假設(shè)，機器人應(yīng)該能夠帶動其附有結(jié)構(gòu)進行移動進給。當扶手慢慢地振動時，由于機構(gòu)的靈活性大，那么機器人的運動會受到它自身運動的影響。本文將演示機械手進給運動的模擬仿真結(jié)果并且討論靈活性對機器人手臂運動的影響。

1 引言
最近，外層空間需要修建大空間結(jié)構(gòu)，例如國際空間站（ISS）和在不久的將來需要到的更大的應(yīng)用?？磥恚粋€非常龐大的空間技術(shù)結(jié)構(gòu)，例如，空間太陽能發(fā)電系統(tǒng)（SSPS），在未來將是不可或缺的。
在建設(shè)國際空間站的過程中，大部分作業(yè)是由宇航員艙外活動（EVA系統(tǒng)）完成的。然而，EVA有許多問題，必須解決，例如，宇航員的培訓(xùn)和他的安全問題就需要耗費很多的費用，等等。因此，最好是在航天員的監(jiān)督下，將主要的建造活動由空間機器人來完成。
在實驗過程中，控制機械手移動一個結(jié)構(gòu)向其它結(jié)構(gòu)，或者控制機械手使已經(jīng)結(jié)合的扶手移動向另外的機構(gòu)，必須采取一個適當?shù)目刂品椒耙粋€適當?shù)臋C械手進給路徑，同時必須考慮機械手進給時的進給姿勢和扶手的邊界條件。所以，本文借助于實驗所得的數(shù)據(jù)，研究分析機械手進給的運動動力學(xué)并且探討其運動特征。本文實驗中使用的模型是一個可重構(gòu)手臂式機械手的空間機器人（RBR），由文章作者本人開發(fā)。經(jīng)過RBR的微重力行程試驗，定義并且識別出了機器人機械手運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)。然后，在二維平面的約束下進行六自由度的機器人機械手動力學(xué)的數(shù)值仿真。假設(shè)，機器人機械手在一個大空間結(jié)構(gòu)移動中使用扶手附有結(jié)構(gòu)。當機器人機械手進給時，并且由機器人機械手的末端效應(yīng)器控制扶手，當扶手慢慢地振動，由于大結(jié)構(gòu)靈活性的存在，所以它的波動就會影響到機械手的運動。所以，必須考慮加入了扶手后的各種各樣的邊界條件以及機器人機械手的一個適當?shù)臋C械手進給路徑。本文將展示機械手進給運動的仿真結(jié)果并且研究靈活性作用對機器人運動的影響。