Optimización de Configuración para Robot Espacial de Flotación Libre Capturando Objetivo en Tumulto
Autores: Zhang, Long
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización de Configuración para Robot Espacial de Flotación Libre Capturando Objetivo en Tumulto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Fuerza de contacto
Optimización de configuración
Robot espacial de flotación libre
Modelo de dinámica
Masa efectiva integrada
Modelo de contacto continuo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
La fuerza de contacto máxima es uno de los indicadores más importantes para los problemas de contacto. En este artículo, se lleva a cabo la optimización de la configuración para reducir la fuerza de contacto máxima de un robot espacial de flotación libre que captura un objetivo en movimiento. Primero, se presenta el modelo dinámico de un robot espacial de flotación libre, con el cual se pueden derivar las propiedades inerciales percibidas en el efector final. Combinando las propiedades inerciales de los cuerpos en contacto, se propone un nuevo concepto de masa efectiva integrada. Este concepto intenta transformar el complejo proceso de contacto en el cambio de energía de un cuerpo virtual con masa efectiva integrada. Sobre esta base, se establece un modelo de contacto continuo más general, que también es adecuado para colisiones no centrales entre el robot espacial y el objetivo en movimiento. A continuación, se deriva la fuerza de contacto máxima como un indicador importante para el método de optimización del espacio nulo para reducir la fuerza de contacto máxima. Finalmente, se llevan a cabo simulaciones numéricas con un robot espacial de flotación libre de 3 grados de libertad y un robot espacial de flotación libre de 7 grados de libertad, como objetos de investigación, y los resultados muestran la efectividad del método propuesto.
Descripción
La fuerza de contacto máxima es uno de los indicadores más importantes para los problemas de contacto. En este artículo, se lleva a cabo la optimización de la configuración para reducir la fuerza de contacto máxima de un robot espacial de flotación libre que captura un objetivo en movimiento. Primero, se presenta el modelo dinámico de un robot espacial de flotación libre, con el cual se pueden derivar las propiedades inerciales percibidas en el efector final. Combinando las propiedades inerciales de los cuerpos en contacto, se propone un nuevo concepto de masa efectiva integrada. Este concepto intenta transformar el complejo proceso de contacto en el cambio de energía de un cuerpo virtual con masa efectiva integrada. Sobre esta base, se establece un modelo de contacto continuo más general, que también es adecuado para colisiones no centrales entre el robot espacial y el objetivo en movimiento. A continuación, se deriva la fuerza de contacto máxima como un indicador importante para el método de optimización del espacio nulo para reducir la fuerza de contacto máxima. Finalmente, se llevan a cabo simulaciones numéricas con un robot espacial de flotación libre de 3 grados de libertad y un robot espacial de flotación libre de 7 grados de libertad, como objetos de investigación, y los resultados muestran la efectividad del método propuesto.