Projekt i budowa dwóch modeli laboratoryjnych manipulatorów jako stanowisk badawczych do testowania algorytmów sterowania manipulatorami kosmicznymi

• Autorzy: Grassmann K. , Nicolau-Kukliński J. , Rutkowski K. , Seweryn K. , Wawrzaszek R. , Kuciński T.

Warianty tytułu

EN

Design and building two laboratory models of manipulators as a test facility for control algorithms

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas procesu projektowania układów sterowania do urządzeń pracujących w warunkach mikrograwitacji niezbędna jest możliwość przeprowadzenia testów, które pozwolą na weryfikację poprawności działania algorytmu. Kluczowym problemem jest budowa stanowisk testowych pozwalających na symulowanie układów o swobodnej bazie w trzech wymiarach. Artykuł zawiera opis dwóch stanowisk testowych wykorzystywanych do destowania algorytmów sterowania w zrobotyzowanych systemach satelitarnych oraz do korelacji modeli numerycznych. W artykule opisano symulator warunków mikrograwitacji w postaci manipulatora płaskiego ze swobodną bazą umieszczoną na łożyskach powietrznych oraz stanowisko testowe wyposażone w manipulator o 7 stopniach swobody z utwierdzoną bazą i systemem odciążania.

EN

The paper presents detailed of two test beds for testing control algorythms used in on orbit servising satelite system. Such test beds are used for verfication and validation numerical models. The satellite equipped with manipulator is a free-floating system, which control is challenging task due to influence of motion robotic's arm on its base. The first part of the paper presents new planar air-bearing microgravity simulator which has two distinctive. The second test bed is a 7DOF manipulator with fixed base. The mapipulator is designed to accomplished the space requirements about loads. The paper also presents the relief system enabling testing mentioned on Earth.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; robot eksploracyjny; robot ratowniczy; model laboratoryjny; manipulator; stanowisko badawcze; algorytm sterowania; sterowanie robotem; manipulator kosmiczny

EN

exploration robot; rescue robot; laboratory model; manipulator; test stand; control algorithm; control of robot; space manipulator

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 194, t. 1
• Strony: 87--96
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Grassmann K.

• Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej, Centrum Badań Kosmicznych PAN

autor

Nicolau-Kukliński J.

• Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej, Centrum Badań Kosmicznych PAN

autor

Rutkowski K.

• Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej, Centrum Badań Kosmicznych PAN

autor

Seweryn K.

• Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej, Centrum Badań Kosmicznych PAN

autor

Wawrzaszek R.

• Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej, Centrum Badań Kosmicznych PAN

autor

Kuciński T.

• Laboratorium Mechatroniki i Robotyki Satelitarnej, Centrum Badań Kosmicznych PAN

Bibliografia

• [1] Yasaka, T. and Ashford, W (1996). GSV: An Approach Toward Space System Servicing. Earth Space Review 5 (2), 9 -17.
• [2] Wenfu Xu, Bin Liang, Dai Gao, and Yangsheng Xu (2010). A Space Robotic System Used for On-Orbit Servicing in the Geostationary Orbit. In Proc. 2010 IE-RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, Taipei Taiwan.
• [3] Visentin, G. and Brown, D.L. (1998). Robotics for Geostationary Satellite Servicing, Robotics and Autonomous Systems 23, 45-51,
• [4] Kreisel J., On-Orbit Servicing of Satellites (OOS): Its potential market & impact in Proc. of the 7th ESA Workshop on Advanced Space Technologies for Robotic. and Automation 'ASTRA 2002', ESTEC, Noordwijk, The Netherlands, 2002.
• [5] Yoshida K.: Engineering Test Satellite VII Flight Experiments For Space Robot Dynamics and Control: Theories on Laboratory Test Beds Ten Years Ago, Now in Orbit. The International Journal of Robotics Research, vol. 22, no. 5, 2003.
• [6] Rumford T. E.: Demonstration of autonomous rendezvous technology (DART) project summary. In: Proceedings of the Space Systems Technology and Operations Conference, Orlando, USA, 2003
• [7] Ogilvie A., Allport J., Hannah M., Lymer J.: Autonomous satellite servicing using the Orbital Express Demonstration Manipulator System. In: Proceedings of the 9th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automation in Space 'SAIRAS', Los Angeles, USA, 2008.
• [8] Shin-Ichiro Nishida, Satomi Kawamoto, Yasushi Okawa, Fuyuto Terui, Shoji Kitamura. Space debris removal system using a small satellize. Acta Astronautica 65, 2009, s. 95-102.
• [9] Menon, C., Busolo, S., Cocuzza, A., Aboudan, A., Bulgarelli, A., Bettanin,. C. Marchesi, M. and Angrilli, F. (2007). Issues and solutions for testing free-flying robots. Acta Astronautica 60 (1 2), 957-965.
• [10] Menon, C., Busolo, S., Cocuzza, A., Aboudan, A. Bulgarelli, A., Bettanini, C., Marchesi, M. and Angrilli, F. (2007). Issues and solutions for testing free-flying robots. Acta Astronautica 60 (1 2), 957-965.
• [11] Schwarz, J., Peck, M. and Hall, C. (2003). Historical Review of Air Bearing Spacecraft Simulators, Journal of Guidance, Control and Dynamics 26 (4), 513-522.
• [12] Marchesi, M., Angrilli, F. and Bettanini, C. (2001). On Ground Experiments of Free-flyer Space Robot Simulator in Intervention Missions. In Proc. 6th International Symposium on Artificial Intelligence, Robotics and Automat in Space 'i-SAIRAS 2001', St-Hubert, Quebec, Canada.
• [13] Rybus T., Barciński T., Lisowski J., Nicolau-Kukliński J., Seweryn K., Ciesielska M., Grassmann K., Grygorczuk J., Karczewski M., Kowalski M., Krzewski M., Kuciński T, Przybyla R., Skup K., Szewczyk T., Wawrzaszek R.: New Planar Airbearing Microgravity Simulator for Verification of Space Robotics Numerical Simulation and Control Algorithms, Materiały z konferencji: 12th Symposium on Advanced Space Technologies in Robotics and Automation (ASTRA 2013).
• [14] Rybus T., Lisowski J., Seweryn K., Barciński T.: Numerical Simulations and Analytical Analysis of the Orbital Capture Maneouvre as a Part of the Mampulator-Equipped Servicing Satellite Design. Materiały z konferencji: 17th International Conference on Methods and Models in Automation and Control (MMAR'2012), Międzyzdroje, 2012. ISBN: 978-1-4673-2124-2.
• [15] Seweryn K., Grassmann K., Ciesielska M., Rybus T., Turek M.: Optimization of the Robotic Joint Equipped with Epicyloidal Gear and Direct Drive for Space Applications, Matenały z konferencji: 15th European Space Mechanisms and Tribology Symposium (ESMATS 201 3), ESTEC, Noordwijk, Holandia, 2013.