本發(fā)明涉及航空航天服務，具體提供一種出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法。

背景技術：

1、隨著機器人技術的發(fā)展，利用機器人替代宇航員執(zhí)行空間站在軌出艙操作和服務上具有顯著優(yōu)勢和巨大的空間在軌服務應用前景。

2、針對傳統(tǒng)的地面在軌服務任務流程驗證方法，普遍存在實驗設備難以克服重力影響、實驗精度無法保證、機器人的機械臂移動范圍受限以及服務可達性難以驗證等問題。并且，驗證機器人的任務操作通常需要按原比例大小搭建在軌服務場景，存在成本高，驗證時間周期長，效率低且準確性不佳的問題，無法滿足全面評估和驗證機器人在軌操作任務的需求。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有機器人執(zhí)行在軌操作任務驗證困難、時間周期長，效率低且準確性不佳的問題。

2、本發(fā)明的目的是采取下述技術方案來實現(xiàn)的：

3、本發(fā)明提供一種出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，包括：搭建在軌空間站模型和出艙作業(yè)機器人模型；基于所述空間站模型上的目標位置規(guī)劃所述出艙作業(yè)機器人的作業(yè)路徑；基于所述作業(yè)路徑驗證所述出艙作業(yè)機器人的操作任務。

4、優(yōu)選的，所述搭建在軌空間站模型和出艙作業(yè)機器人模型，包括：在仿真平臺上搭建所述空間站模型；利用計算機輔助設計工具搭建所述出艙作業(yè)機器人模型；將所述出艙作業(yè)機器人模型導入至所述仿真平臺并且裝配至所述空間站模型上。

5、優(yōu)選的，所述基于所述空間站模型上的目標位置規(guī)劃所述出艙作業(yè)機器人的作業(yè)路徑，包括：獲取所述出艙作業(yè)機器人在所述空間站模型上的起始位置和所述目標位置；獲取位于所述起始位置和所述目標位置范圍內的障礙物；根據(jù)所述起始位置、所述目標位置以及所述障礙物的位置，規(guī)劃所述出艙作業(yè)機器人避開所述障礙物的轉移路徑和所述出艙作業(yè)機器人在所述轉移路徑上的停泊節(jié)點。

6、優(yōu)選的，所述基于所述作業(yè)路徑執(zhí)行所述出艙作業(yè)機器人的操作任務，所述操作任務包括：所述出艙作業(yè)機器人在轉移路徑或停泊節(jié)點驗證干涉檢查任務、光照分析任務、測控遮擋任務以及任務可視可達性。

7、優(yōu)選的，所述干涉檢查任務包括：基于所述轉移路徑驗證轉移機械臂與所述空間站模型之間的干涉情況；基于所述停泊節(jié)點驗證所述出艙作業(yè)機器人與所述空間站模型之間的干涉情況；基于所述停泊節(jié)點驗證所述出艙作業(yè)機器人與所述目標位置之間的干涉情況。

8、優(yōu)選的，所述干涉檢查任務還包括：根據(jù)所述干涉情況的結果，確定是否調整轉移機器臂的作業(yè)姿態(tài)；如果所述轉移機械臂與所述空間站模型之間干涉情況的結果為有干涉，則通過調整轉移機器臂的跨度或角度，調整當前所述停泊節(jié)點位置至結果為“無干涉”。

9、優(yōu)選的，所述干涉檢查任務還包括：如果出艙作業(yè)機器人與所述空間站模型之間干涉情況的結果為有干涉，則通過調整轉移機器臂的跨度或角度，調整當前所述停泊節(jié)點位置至結果為“無干涉”。

10、優(yōu)選的，所述干涉檢查任務還包括：如果所述出艙作業(yè)機器人與所述目標位置之間干涉情況的結果為無干涉，則通過調整轉移機器臂的跨度或角度，調整當前所述停泊節(jié)點位置至結果為有干涉。

11、優(yōu)選的，所述光照分析任務包括：驗證所述出艙作業(yè)機器人在所述停泊節(jié)點的光照情況；驗證所述出艙作業(yè)機器人在所述目標位置的光照情況。

12、優(yōu)選的，所述任務可視可達性包括：拆裝目標過程可視可達性驗證；緊固維修目標過程可視可達性驗證。

13、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為：

14、本發(fā)明提供一種出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法包括：搭建在軌空間站模型和出艙作業(yè)機器人模型；基于空間站模型上的目標位置規(guī)劃出艙作業(yè)機器人的作業(yè)路徑；基于作業(yè)路徑驗證出艙作業(yè)機器人的操作任務。通過這樣的設置，出艙作業(yè)機器人借助仿真平臺，快速仿真驗證出艙作業(yè)機器人在空間站沿作業(yè)路徑執(zhí)行操作任務，提高出艙作業(yè)機器人實際在軌操作任務的安全性和和準確性，能夠有效的驗證出艙作業(yè)機器人等相關在軌服務設備的任務流程可靠性，解決了在軌操作任務驗證困難、時間周期長，效率低且準確性不佳的問題。

技術特征：

1.一種出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，包括：

2.如權利要求1所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述搭建在軌空間站模型和出艙作業(yè)機器人模型，包括：

3.如權利要求2所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述基于所述空間站模型上的目標位置規(guī)劃所述出艙作業(yè)機器人的作業(yè)路徑，包括：

4.如權利要求3所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述基于所述作業(yè)路徑執(zhí)行所述出艙作業(yè)機器人的操作任務，所述操作任務包括：

5.如權利要求4所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述干涉檢查任務包括：

6.如權利要求5所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述干涉檢查任務還包括：根據(jù)所述干涉情況的結果，確定是否調整轉移機器臂的作業(yè)姿態(tài)；

7.如權利要求6所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述干涉檢查任務還包括：

8.如權利要求7所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述干涉檢查任務還包括：

9.如權利要求4所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述光照分析任務包括：

10.如權利要求4所述的出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法，其特征在于，所述任務可視可達性包括：

技術總結
本發(fā)明提供一種出艙作業(yè)機器人在軌服務驗證仿真平臺搭建方法包括：搭建在軌空間站模型和出艙作業(yè)機器人模型；基于空間站模型上的目標位置規(guī)劃出艙作業(yè)機器人的作業(yè)路徑；基于作業(yè)路徑驗證出艙作業(yè)機器人的操作任務。通過這樣的設置，出艙作業(yè)機器人借助仿真平臺，快速仿真驗證出艙作業(yè)機器人在空間站沿作業(yè)路徑執(zhí)行操作任務，提高出艙作業(yè)機器人實際在軌操作任務的安全性和和準確性，能夠有效的驗證出艙作業(yè)機器人等相關在軌服務設備的任務流程可靠性，解決了在軌操作任務驗證困難、時間周期長，效率低且準確性不佳的問題。

技術研發(fā)人員：展文豪,姜昌華,江京,劉梁,薛書騏,王立志
受保護的技術使用者：中國航天員科研訓練中心
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15