[发明专利]一种航天器运行控制系统及方法

说明书

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种程序控制机械手，并尤其涉及以部件结构为特征或以机械手元件定位装置为特征的电的程序控制机械手，还涉及一般的控制或调节系统且尤其涉及计算机控制系统，还涉及以定位的控制装置为特征的控制系统。本发明提出了一种控制系统及方法，该控制系统至少包括多自由度机械臂和捕获式机械爪臂，所述方法至少包括：在两中央处理器进行彼此通信时，两中央处理器分别利用图像采集设备通过拍摄对方设备本体上机械爪臂所在处的舱体的图像；在两中央处理器进行数据传输共识了调整策略后，两中央处理器分别将调控指令下发至与之对应的多自由度机械臂；多自由度机械臂根据所述调控指令对捕获式机械爪臂的位姿进行调控。

技术领域

本发明涉及机械手技术领域，尤其涉及一种程序控制机械手，并尤其涉及以部件结构为特征或以机械手元件定位装置为特征的电的程序控制机械手，还涉及一般的控制或调节系统且尤其涉及计算机控制系统，还涉及以定位的控制装置为特征的控制系统，尤其涉及一种航天器运行控制系统及方法。

背景技术

随着空间机器人技术的发展，机器人在轨服务预计将在未来修复故障航天器/航空器上发挥越来越重要的作用。在轨维修任务中，通常需要服务航天器/航空器利用机械臂对第二设备本体进行捕获对接，以形成稳定的组合体。例如，现有技术中如公开号为CN112847359A的专利文献也提出了一种针对大尺度故障航天器的多独立超冗余机械臂协同抓捕方法，包括：S100：对大尺度故障航天器进行结构分析；S200：根据超冗余机械臂的数量，筛选出相应数量的安全可抓捕特征，作为每个超冗余机械臂要实施抓捕的对象；S300：分配筛选出的安全可抓捕特征；S400：携带超冗余机械臂的航天器接近所对应的安全可抓捕特征，与对应的安全可抓捕特征的轨道运动同步；S500：分别规划每个超冗余机械臂的抓捕路径，实现对所对应的安全可抓捕特征的缠绕式抓捕；S600：将规划得到的每个超冗余机械臂的抓捕路径合在一起协同抓捕。该方法在具体的抓捕过程中，通过多个航天器的协同，可以实现对大尺度故障航天器的可靠抓捕。该专利文献仅提出了通过分析第二设备本体上的抓捕特征的方式来控制舱体外机械臂的动作的技术方案，而未公开具体实现抓捕的机械臂的结构以及抓取方法。

对此，现有技术中如公开号为CN111390872A的专利文献提出了一种舱外机器人双臂协同柔性拖拽与对接逆操作方法，解决机械臂通过封闭形式将本体拖拽至目标适配器位置完成本体适配器与目标适配器的对接操作问题，采用双臂交替主被动控制模式，即一条臂主动控制，另一条臂跟随控制，将另一条臂作为主动臂控制，之前的主动臂变为被动臂，左右臂交替进行主被动控制，通过这种方式实现形成形封闭和力封闭状态下的柔性拖曳及对接，该专利文献的方案为空间站舱外机器人提供一种双臂拖曳的新方案，实现有效对接。

上述技术方案所提出的机械臂需要较为精准地抓取到位于舱壁外的体积较小的目标适配器，抓取难度较高，并且要求其所提出的机械臂伸展开较长臂长进行抓取，为避免机械臂刚度过大而破坏第二设备本体，因此其配置了柔性较大的机械臂，在提高了对第二设备本体的保护的同时却降低了抓取可靠度，需要更长时间或更精确计算来实现抓取。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术中如公开号为CN111390872A的专利文献提出的一种舱外机器人双臂协同柔性拖拽与对接逆操作的技术方案，其所提出的机械臂需要较为精准地抓取到位于舱壁外的体积较小的目标适配器，抓取难度较高，并且要求其所提出的机械臂伸展开较长臂长进行抓取，为避免机械臂刚度过大而破坏第二设备本体，因此其配置了柔性较大的机械臂，在提高了对第二设备本体的保护的同时却降低了抓取可靠度，需要更长时间或更精确计算来实现抓取。