Перспективы использования и особенности исследования динамики космических манипуляторов с упругими конструктивными элементами

Abstract

Проанализировано современное состояние и тенденции развития космической робототехники, в первую очередь — транспортных манипуляционных систем, применительно к которым накоплен значительный опыт орбитальной эксплуатации. Рассмотрены особенности монтажно-сервисных операций, потребностью в автоматизации которых в значительной мере будет определяться дальнейшее развитие средств космической робототехники. Отмечена возможная конструктивная целесообразность упругой податливости звеньев и сочленений манипулятора как пассивного средства уменьшения напряжений при выполнении контактных операций, связанных с силовым взаимодействием схвата и основания. Выделены требующие проведения дополнительных исследований задачи, порождаемые особенностями моделирования динамики управляемого движения манипулятора с учетом упругости элементов конструкции при синтезе исполнительной системы управления.

Проаналізовано сучасний стан та тенденції розвитку космічної робототехніки, в першу чергу – транспортних маніпуляційних систем, щодо яких накопичений значний досвід орбітальної експлуатації. Розглянуто особливості монтажно-сервісних операцій, потребами в автоматизації яких значною мірою визначатиметься подальший розвиток засобів космічної робототехніки. Зазначена можливість конструктивної доцільності пружної податливості ланок та зчленувань, як пасивного засобу зменшення напруженостей при здійсненні контактних операцій, що пов’язані з силовою взаємодією схвата і основи. Визначені завдання, обумовлені особливостями моделювання динаміки керованого руху маніпулятора з урахуванням пружності елементів конструкції при синтезі виконавчої системи керування, що потребують проведення додаткових досліджень.

Present state of the art and tends of development of space robotics, in particular, transportation manipulation systems wide-used in orbital operations are analyzed. Special features of automatic installation and services are considered for the future development of space robotics facilities. A possible design advisability of elastic compliance of manipulator links and joints as a passive means for decreasing stresses of contact operations associated with force interactions between the gripping device and the base is reported. Additional research problems associated with the special features of simulation of the manipulator controllable motion dynamics considering the elasticity of structural elements in synthesis of the final- control system are determined.