非完整欠驱动并联机构类型合成的新方法

上海大学的研究人员已经开发出一种新的方法来实现非完整欠驱动并行机制的类型合成。他们的方法发表在《宇航学报》上的一篇论文中，可以帮助开发太空机器人进行在轨维修操作。

每年，大约有100颗卫星发射入太空，以监视地球上的活动并启用通信或GPS系统等服务。术语“在轨维修”是指旨在使空间系统保持在轨状态的各种操作，这些操作可能需要在航天器部署后进行维修，组装，加油和升级。

将来，太空机器人可以帮助快速有效地完成在轨维修任务，而无需人工协助。基于完整的机械和物理原理，非完整并行机器人技术是空间机器人技术中特别有希望的方法。

在物理学和数学中，非完整系统是一种状态取决于状态的系统。在机器人技术中，非完整系统在移动机器人的运动计划和反馈线性化方面特别重要。

研究人员在论文中写道：“欠驱动的非完整并行机制是并行空间机器人技术的一个新方向，它具有体积小，重量轻，成本低，能耗低和灵活性高的特点。”

并行机制开发中的一个关键问题是类型综合，它涉及找到所有可能的并行机制类型，这些机制以指定的自由度(DOF)或运动模式生成移动平台的运动。并行机制类型综合的系统方法可以分为两大类：具有指定数量的自由度的方法和具有指定运动模式的方法。

研究人员解释说：“通过在平行机理中引入非完整的球形对，现有的类型合成方法无法产生驱动不足的非完整的平行机理。” “本文致力于球运动模式的欠驱动并联机构的类型综合，并伴随球运动模式的并联机构中非完整球对的产生。”

在他们的研究中，研究人员提出了一种新的辊-球接触方法，以及一种具有球形运动模式的并联欠驱动机构中非完整球对的生成方法。他们开发的非完整球形约束结构简化了空间结构，并提高了非完整球形约束结构的精度。

研究人员以太空机器人在轨维修操作的非完整欠驱动联合机械为例，展示了他们的方法如何应用于现实生活中。将来，该技术可用于开发能耗更低的轻便，灵活和便宜的太空机器人。