JPH05104469A - 宇宙ロボツトの制御装置 - Google Patents

宇宙ロボツトの制御装置

Info

Publication number
JPH05104469A
JPH05104469A JP3267733A JP26773391A JPH05104469A JP H05104469 A JPH05104469 A JP H05104469A JP 3267733 A JP3267733 A JP 3267733A JP 26773391 A JP26773391 A JP 26773391A JP H05104469 A JPH05104469 A JP H05104469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
manipulator
target
sensor
artificial satellite
gripper
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3267733A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3094091B2 (ja
Inventor
Yoshitsugu Toda
義継 戸田
Yasushi Fukuda
靖 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology, Toshiba Corp filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP03267733A priority Critical patent/JP3094091B2/ja
Publication of JPH05104469A publication Critical patent/JPH05104469A/ja
Priority to US08/239,931 priority patent/US5390288A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3094091B2 publication Critical patent/JP3094091B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1615—Program controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1615—Program controls characterised by special kind of manipulator, e.g. planar, scara, gantry, cantilever, space, closed chain, passive/active joints and tendon driven manipulators
    • B25J9/162—Mobile manipulator, movable base with manipulator arm mounted on it
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/16—Program controls
    • B25J9/1656—Program controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1664—Program controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/244—Spacecraft control systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/24—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control
    • B64G1/36—Guiding or controlling apparatus, e.g. for attitude control using sensors, e.g. sun-sensors, horizon sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/64—Systems for coupling or separating cosmonautic vehicles or parts thereof, e.g. docking arrangements
    • B64G1/646—Docking or rendezvous systems
    • B64G1/6462—Docking or rendezvous systems characterised by the means for engaging other vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G4/00—Tools specially adapted for use in space
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/40—Robotics, robotics mapping to robotics vision
    • G05B2219/40275—Manipulator mounted on satellite, space manipulator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、宇宙空間に浮遊しているターゲット
の捕捉を容易化できる宇宙ロボットの制御装置を提供す
る。 【構成】人工衛星２２に搭載されたセンサ２４で人工衛
星２２の位置、速度を検出し、この情報を基にしてマニ
ピュレータ２３の動作に伴う人工衛星２２の位置、姿勢
の変化を考慮したマニピュレータの先端速度を生成して
マニピュレータ２３の飛行ターゲットへの追従動作を実
行し、近接センサ２９で得られたターゲットの被把持部
分とグリッパ２７との相対的な位置、姿勢情報を用いて
ターゲットへのアプローチ軌道を生成し、さらにグリッ
パ把持時に力覚センサ２８でマニピュレータ２３に作用
する力を検出し、外力に応じてマニピュレータ２３の各
軸のモータを駆動しながら把持動作を実行させている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、宇宙空間での組立作業
や保守作業などに使用される宇宙ロボットを制御するた
めの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、ベースが固定されている
地上ロボットを制御してターゲットを捕捉させることは
極めて簡単である。たとえば、図４に示すように、視覚
センサによってターゲットの位置・姿勢を認識し、この
認識結果をマニピュレータ軌道生成器２に導入してマニ
ピュレータの現在位置からターゲットの把持位置までの
軌道を生成してマニピュレータ先端の逐次目標位置 cＰ
ｍd を算出する。この逐次目標位置 cＰｍd をマニピュ
レータ先端速度生成器３に導入してマニピュレータ先端
の速度指令値 cＶｍd を求める。次に、速度指令値 cＶ
ｍd とヤコビ行列生成器４によってマニピュレータの関
節角より求められたヤコビ行列Ｊとをマニピュレータ関
節速度生成器５に導入してマニピュレータの関節速度ω
ｃd を算出し、この算出結果に基いてマニピュレータを
ターゲット把持位置まで移動させ後にグリッパの閉動作
を行えばよい。このように、地上ロボットでターゲット
を把持させることは容易である。
【０００３】しかしながら、人工衛星にマニピュレータ
を搭載して構成された宇宙ロボットの場合には、宇宙ロ
ボットと捕捉対象であるターゲットとが無重力下の宇宙
空間に浮遊しているため、地上で採用している制御方式
を採用することはできない。すなわち、宇宙空間でマニ
ピュレータを動作させると、この動作に伴う反力によっ
てマニピュレータのベースである人工衛星の位置・姿勢
が揺動し、マニピュレータ先端の位置決めが困難とな
る。また、宇宙空間に浮遊しているターゲットをマニピ
ュレータ先端のグリッパで捕捉する際に、地上の場合と
同様の位置制御、速度制御方式を採用すると、マニピュ
レータが受ける荷重により、マニピュレータが揺動し、
マニピュレータに過大な負荷が作用したり、ターゲット
がグリッパから外れる事態が発生する場合がある。さら
に、ターゲットは宇宙空間に浮遊しているため、マニピ
ュレータ先端のグリッパがターゲットと衝突した場合、
衝突に伴なってターゲットに並進や回転運動が加えら
れ、マニピュレータの動作範囲外にターゲットが飛行し
て捕捉が不可能になってしまうことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如く、地上ロボ
ットで採用している制御方式を宇宙ロボットに適用して
も、宇宙空間と言う特殊状況が原因して浮遊するターゲ
ットを良好に捕捉することはできない。このため、宇宙
ロボットにおける制御方式の出現が望まれているのが実
情である。そこで本発明は、上述した要望を満たすこと
ができ、飛行するターゲットを良好に捕捉可能な宇宙ロ
ボットの制御装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は人工衛星にマニピュレータを搭載して構成
された宇宙ロボットを制御するための制御装置におい
て、人工衛星の位置、速度を検出するために人工衛星に
搭載された第１のセンサと、マニピュレータに加わる力
を検出するためにマニピュレータに搭載された力覚セン
サと、マニピュレータのグリッパとターゲットとの相対
的な位置、姿勢を検出するためにマニピュレータに搭載
された第２のセンサと、第１のセンサから得られた情報
を基にしてマニピュレータの先端をターゲットに追従さ
せる軌道を生成した後に動作指令を生成してマニピュレ
ータにターゲットを追尾させる動作を行なわせるととも
に人工衛星の位置の変動を考慮してマニピュレータの先
端をターゲットの被捕捉部分へ位置決めすべくマニピュ
レータを駆動する第１の駆動手段と、第２のセンサから
得られた情報を基にしてターゲットの被把持部分を把持
可能な位置にグリッパを位置させるべくマニピュレータ
を駆動する第２の駆動手段と、力覚センサから得られた
情報を基にしてマニピュレータの位置を修正した後にグ
リッパに把持動作を行わせる第３の駆動手段とを備えて
いる。
【０００６】
【作用】宇宙ロボットで飛行ターゲットを捕捉する場
合、まず人工衛星に搭載された第１のセンサから得られ
た情報を基にしてターゲットとの相対的な位置、速度が
認識され、これに基いてマニピュレータの先端をターゲ
ットに追従させる軌道が生成され後に速度指令が生成さ
れ、ターゲットを追尾するようにマニピュレータが駆動
される。
【０００７】次に、マニピュレータの動作に伴う人工衛
星の位置、速度の変化が人工衛星に搭載された第１のセ
ンサによって検出され、人工衛星の位置の変動を考慮し
てマニピュレータの先端をターゲットの被捕捉部分へ位
置決めすべくマニピュレータが駆動される。次に、第２
のセンサから得られた情報を基にしてターゲットの被把
持部分を把持可能な位置にグリッパを位置させるべくマ
ニピュレータが駆動される。
【０００８】次に、マニピュレータに取付けられた力覚
センサからの力情報を用いて、マニピュレータの位置が
修正され、ターゲットの被把持部分の接触に伴うターゲ
ットの揺動を低減させながら把持動作が行なわれる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１には本発明の一実施例に係る制御装置によって
制御される宇宙ロボット２１の外観が示されている。こ
の宇宙ロボット２１は、人工衛星２２と、この人工衛星
２２に搭載されたマニピュレータ２３とを備えている。
【００１０】人工衛星２２には、この人工衛星２２の位
置、速度を検出するためのセンサ（第１のセンサ）２４
と、捕捉対象である図示しないターゲットと人工衛星２
２との相対的な位置、速度を認識するための視覚センサ
２５と、人工衛星２２の飛行、姿勢制御を行うための推
進装置２６ａ，２６ｂ，２６ｃとが搭載されている。
【００１１】一方、マニピュレータ２３には、その先端
部にグリッパ２７が取付けてあり、このグリッパ２７の
近傍にはグリッパ２７に加わる力を検出するための力覚
センサ２８と、グリッパ２７と図示しないターゲットと
の相対的な位置、姿勢を検出するための近接センサ（第
２のセンサ）２９とが搭載されている。
【００１２】そして、人工衛星２２の内部には、図２に
示すように、外部からの無線信号で動作を開始する制御
系３１が人工衛星とマニピュレータのダイナミクス３２
に接続されて設けられている。
【００１３】この制御系３１は、センサ２４あるいは近
接センサ２９で検出されたターゲットの位置、姿勢、速
度からマニピュレータ２３の先端の軌道を生成するマニ
ピュレータ軌道生成器３３と、マニピュレータ２３の軌
道、マニピュレータ２３に作用する力情報、人工衛星２
２の並進速度、回転速度などを入力してマニピュレータ
２３の先端速度を生成するマニピュレータ先端速度生成
器３４と、マニピュレータ２３の先端速度からマニピュ
レータ２３の関節速度を生成するマニピュレータ関節速
度生成器３５と、マニピュレータ２３の関節角からヤコ
ビ行列を生成してマニピュレータ関節速度生成器３５に
与えるヤコビ行列生成器３６と、マニピュレータ２３の
関節角、人工衛星２２の位置、姿勢情報を入力して宇宙
空間に固定された座標系におけるマニピュレータ２３の
先端位置を生成する座標変換器３７と、人工衛星２２の
位置、姿勢情報を入力して宇宙空間に固定され座標系と
人工衛星２２に固定され座標系間の回転行列を生成する
回転行列生成器３８とで構成されている。次に、上記の
ように構成された制御装置の作用を説明する。
【００１４】宇宙ロボット２１で飛行ターゲットを捕捉
する場合、まず人工衛星２２に搭載された視覚センサ２
５でターゲットとの相対的な位置、速度を認識させ、こ
の認識結果に基いてターゲットが宇宙ロボット２１に搭
載されマニピュレータ２３の動作範囲以内に入るように
推進装置２６ａ〜２６ｃを動作させて宇宙ロボット２１
を誘導する。
【００１５】次に、マニピュレータ２３の動作に伴う人
工衛星２２の位置、速度の変化を人工衛星２２に搭載さ
れたセンサ２４で検出し、人工衛星２２の位置の変動を
考慮しながら、図示しないターゲットの被把持位置にグ
リッパ２７が位置するようにマニピュレータ２３を移動
させる。
【００１６】このマニピュレータ２３の制御は、具体的
には次のようにして行われる。すなわち、宇宙空間にお
けるグリッパ２７の現在位置からターゲット把持位置ま
での軌道に基いてマニピュレータ軌道生成器１２におい
て宇宙空間に固定された座標系ΣA における逐次目標位
置 AＰｍd を生成する。これと宇宙空間におけるマニピ
ュレータ２３の現在位置 A Pｍm からマニピュレータ先
端速度生成器３４においてＰＩＤ制御によりマニピュレ
ータ３の先端速度 AＶｍd を算出し、算出されたマニピ
ュレータ２３の先端速度 AＶｍd とセンサ２４で検出さ
れた座標系ΣAにおける人工衛星２２の並進速度 AＶｃm
、回転角速度ωｃm を用いて、 cＶｍd ＝ cＴA （ AＶｍd − AＶｃm ）−Ｗ AＰｍm ωｃm …(1)
【００１７】により、人工衛星２２に固定して設けた座
標系Σc におけるマニピュレータ２３の先端速度 cＶｍ
d を算出する。ただし、 cＴA は人工衛星２２に固定さ
れた座標系Σc を宇宙空間に固定された座標系ΣA に変
換する回転行列、Ｗは定数変換行列である。そして、マ
ニピュレータ関節速度生成器３５において、 ωｃd ＝Ｊ-1 cＶｍd …(2)
【００１８】により、マニピュレータ２３の各関節の速
度指令値ωｃd を求め、マニピュレータ２３の各軸モー
タを駆動する。ただし、Ｊはマニピュレータのヤコビ行
列であり、マニピュレータの関節角情報を用いてヤコビ
行列生成器３６において算出されたものである。
【００１９】ターゲット把持位置に到達した後は、近接
センサ２９から得られたグリッパ２７とターゲットとの
相対的な位置、姿勢情報を用いてマニピュレータ軌道生
成器３３においてターゲットの運動に応じて、随時、タ
ーゲットを把持可能な位置までの軌道を生成し、マニピ
ュレータ先端速度生成器３４、マニピュレータ関節速度
生成器３５を経由させてマニピュレータ２３の各軸モー
タを駆動する。
【００２０】さらに、グリッパ２７で図示しないターゲ
ットの被把持部分を把持するときは、マニピュレータ先
端速度生成器３４において、マニピュレータ２３の先端
位置に不感帯を備えたダンパ（粘性減衰係数Ｃ）を想定
し、これにマニピュレータ２３に取付けた力覚センサ２
８で検出された力Ｆが作用した場合の運動と同一になる
ようにマニピュレータ２３の先端速度 cＶｍd を生成
し、ターゲットの被把持部分のグリッパ２７との接触に
伴うターゲットの揺動を低減させる。すなわち、力覚セ
ンサ２８で検出された力情報Ｆと、予め設定された力の
設定値Ｆa と、粘性減衰係数Ｃを用いて、 Ｆ＞Ｆa のときには、 cＶｍd ＝Ｃ-1（Ｆ−Ｆa ） …(3) Ｆ≦Ｆa のときには、 cＶｍd ＝０ …(4)
【００２１】によりマニピュレータ３の先端速度 cＶｍ
d 求め、この値を使ってマニピュレータ関節速度生成器
３５でマニピュレータ２３の各関節の速度指令値ωｃd
を求め、マニピュレータ２３の各軸モータを駆動する。
そして、最終的に把持動作へと移行させる。
【００２２】このように、視覚センサ２５で捕捉対象で
あるターゲットと宇宙ロボット２１との相対的な位置、
速度を認識し、飛行ターゲットを追尾させた後、人工衛
星２２に搭載された他のセンサ２４で人工衛星２２の位
置、速度を検出し、マニピュレータ２３の動作に伴う人
工衛星２２の姿勢の変化を考慮してマニピュレータ２３
の先端の目標速度を生成し、マニピュレータ２３の先端
の位置決めを行うことにより、飛行ターゲットへの追従
動作を実行し、さらに近接センサ２９で検出されたター
ゲットの被把持部分とグリッパ２７との相対的な位置、
姿勢情報を用いてマニピュレータ２３のターゲットへの
アプローチ動作を行わせ、さらにまたグリッパ把持時に
力覚センサ２８でターゲットとグリッパ２７との間に作
用する力を検出し、この情報を使ってマニピュレータ２
３を制御することによって捕捉に伴うターゲットの揺動
を低減させるようにしているので、飛行ターゲットの捕
捉動作を安定に行わせることができる。
【００２３】図３には本発明の他の実施例に係る制御装
置における制御系３１ａが示されている。この図では、
図２と同一機能部分が同一符号で示されている。したが
って、重複する部分の詳しい説明は省略する。
【００２４】この実施例では、グリッパ２８で図示しな
いターゲットの被把持部分を把持するときに、マニピュ
レータ２３に取付けられた力覚センサ２８から得られた
力情報を用いて、マニピュレータ先端位置補正器３９に
おいてマニピュレータ２３の位置を修正し、ターゲット
の被把持部分のグリッパ２７との接触に伴うターゲット
の揺動を低減させるようにしている。
【００２５】すなわち、図示しないターゲットの被把持
部分を把持する際に、マニピュレータ先端位置補正器３
９において、マニピュレータ２３の逐次目標位置回りに
バネ（バネ定数Ｋ）、ダンパ（粘性減衰係数Ｃ）で接続
された慣性体（質量Ｋ）を想定し、これに力覚センサ２
８で検出した力Ｆが作用した場合の運動と同一になるよ
うに、マニピュレータ２３の修正された逐次目標位置 c
Ｐｍ′d を生成する。補正された逐次目標位置 cＰｍ′
d は、 ｅ＝ cＰｍ′d − cＰｍd …(5)
【００２６】
【数１】 より求める。
【００２７】さらに、マニピュレータ先端速度生成器３
４において、補正された逐次目標位置 cＰｍ′d と現在
位置 cＰｍm とからＰＩＤ制御によりマニピュレータ２
３の先端速度 cＶｍd を生成し、これに基いてマニピュ
レータ関節速度生成器３５においてマニピュレータ２３
の各関節の速度指令値ωｃd を求め、マニピュレータ２
３の各軸モータを駆動するようにしている。
【００２８】この実施例では、マニピュレータ先端位置
補正器３９において動的なモデルを用い、力覚センサ２
８で検出された力からマニピュレータ２３の先端速度を
算出し、この先端速度に合わせるようにマニピュレータ
２３の先端速度を制御することによって捕捉に伴うター
ゲットの揺動を低減させている。このように構成しても
安定した捕捉動作を行わせることができる。なお、上述
した実施例ではマニピュレータの速度指令を用いた制御
について説明したが、マニピュレータのトルク指令を用
いた制御を行うことも可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る宇宙
ロボットの制御装置では、人工衛星に搭載されたセンサ
で人工衛星の位置、速度を検出し、この情報を基にして
マニピュレータ先端速度生成器においてマニピュレータ
の動作に伴う人工衛星の位置、姿勢の変化を考慮したマ
ニピュレータの先端速度を生成することにより、宇宙空
間においてマニピュレータの飛行ターゲットへの追従動
作を実行し、さらに近接センサで得られたターゲットの
被把持部分とグリッパとの相対的な位置、姿勢情報を用
いてマニピュレータ軌道生成器においてターゲットへの
アプローチ軌道を生成し、さらにまたグリッパ把持時に
力覚センサでマニピュレータに作用する力を検出し、こ
の検出値を用いてマニピュレータ先端速度を外力に応じ
て制御するようにしているので、飛行ターゲットを安定
に捕捉することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る制御装置によって制御される宇宙
ロボットの外観図、
【図２】同宇宙ロボットに組込まれた制御系のブロック
図、
【図３】他の実施例に係る宇宙ロボットの制御装置にお
ける制御系のブロック図、
【図４】地上ロボットにおける制御装置のブロック図。
【符号の説明】
２１…宇宙ロボット、 ２２…人工衛
星、２３…マニピュレータ、 ２４…セン
サ、２５…視覚センサ、 ２６ａ〜２
６ｃ…推進装置、２７…グリッパ、
２８…力覚センサ、２９…近接センサ、３２…人工衛
星とマニュピレータとを合わせた系全体のダイナミク
ス、３３…マニピュレータ軌道生成器、３４…マニピュ
レータ先端速度生成器、３５…マニピュレータ関節速度
生成器、３６…ヤコビ行列生成器、 ３７…座標変換
器、３８…回転行列生成器、 ３９…マニピ
ュレータ先端位置補正器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 3/12 Ｒ 9179−3Ｈ (72)発明者 福田 靖 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝総合研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】人工衛星にマニピュレータを搭載して構成
    された宇宙ロボットで宇宙空間に浮遊しているターゲッ
    トを捕捉させるために上記宇宙ロボットを制御するため
    のものであって、前記人工衛星の位置、速度を検出する
    ために上記人工衛星に搭載された第１のセンサと、前記
    マニピュレータに加わる力を検出するために上記マニピ
    ュレータに搭載された力覚センサと、前記マニピュレー
    タのグリッパと前記ターゲットとの相対的な位置、姿勢
    を検出するために上記マニピュレータに搭載された第２
    のセンサと、前記第１のセンサから得られた情報に基い
    て前記マニピュレータの先端を前記ターゲットに追従さ
    せる軌道を生成した後に動作指令を生成して上記マニピ
    ュレータに上記ターゲットを追尾する動作を行なわせる
    とともに上記人工衛星の位置の変動を考慮して上記マニ
    ピュレータの先端を上記ターゲットの被捕捉部分へ位置
    決めすべく上記マニピュレータを駆動する第１の駆動手
    段と、前記第２のセンサから得られた情報に基いて前記
    ターゲットの被把持部分を把持可能な位置に前記グリッ
    パを位置させるべく前記マニピュレータを駆動する第２
    の駆動手段と、前記力覚センサから得られた情報に基い
    て前記マニピュレータの位置を修正した後に前記グリッ
    パに把持動作を行わせる第３の駆動手段とを具備してな
    ることを特徴とする宇宙ロボットの制御装置。
JP03267733A 1991-10-16 1991-10-16 宇宙ロボットの制御装置 Expired - Lifetime JP3094091B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03267733A JP3094091B2 (ja) 1991-10-16 1991-10-16 宇宙ロボットの制御装置
US08/239,931 US5390288A (en) 1991-10-16 1994-05-09 Control apparatus for a space robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03267733A JP3094091B2 (ja) 1991-10-16 1991-10-16 宇宙ロボットの制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05104469A true JPH05104469A (ja) 1993-04-27
JP3094091B2 JP3094091B2 (ja) 2000-10-03

Family

ID=17448820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03267733A Expired - Lifetime JP3094091B2 (ja) 1991-10-16 1991-10-16 宇宙ロボットの制御装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5390288A (ja)
JP (1) JP3094091B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101733746A (zh) * 2009-12-22 2010-06-16 哈尔滨工业大学 空间机器人非合作目标自主识别与捕获方法
JP7325681B1 (ja) * 2022-08-19 2023-08-14 三菱電機株式会社 宇宙ロボット制御装置、宇宙ロボット、宇宙ロボット制御方法およびプログラム

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6266578B1 (en) * 1998-05-15 2001-07-24 Firdaus E. Udwadia Computer based control system
WO2000045229A1 (en) * 1999-01-29 2000-08-03 Georgia Tech Research Corporation Uncalibrated dynamic mechanical system controller
US6278907B1 (en) * 1999-11-24 2001-08-21 Xerox Corporation Apparatus and method of distributing object handling
JP2002239963A (ja) * 2001-02-21 2002-08-28 Sony Corp ロボット装置、ロボット装置の動作制御方法、プログラム及び記録媒体
US7299345B2 (en) * 2001-09-28 2007-11-20 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Reserved ROM space for storage of operating system drivers
JP4550849B2 (ja) * 2007-03-22 2010-09-22 株式会社東芝 アーム搭載移動ロボット
CN101726296B (zh) * 2009-12-22 2013-10-09 哈尔滨工业大学 空间机器人视觉测量、路径规划、gnc一体化仿真系统
CN101733749B (zh) * 2009-12-22 2014-05-14 哈尔滨工业大学 空间机器人多领域统一建模与仿真系统
US20140064905A1 (en) * 2011-01-10 2014-03-06 Sri International Electroadhesive System for Capturing Objects
US8979034B2 (en) * 2011-12-06 2015-03-17 Altius Space Machines Sticky boom non-cooperative capture device
US8967548B2 (en) * 2011-12-06 2015-03-03 Altius Space Machines Direct to facility capture and release
JP6079786B2 (ja) * 2012-11-20 2017-02-15 株式会社安川電機 モータ駆動システムおよびモータ制御装置
CN103010491B (zh) * 2012-11-30 2015-04-22 北京控制工程研究所 一种气浮台抓捕试验机械臂控制方法
FR3006673B1 (fr) * 2013-06-07 2016-12-09 Astrium Sas Dispositif de capture d'un objet spatial comprenant un element de pression et au moins deux elements refermables sur l'objet spatial
CN103753530B (zh) * 2013-12-30 2015-10-07 西北工业大学 一种空间绳系机器人超近距视觉伺服控制方法
EP3119323B1 (en) 2014-03-17 2019-08-28 Intuitive Surgical Operations, Inc. System and machine readable medium executing a method for recentering imaging devices and input controls
CN103979121B (zh) * 2014-04-30 2016-01-20 清华大学 一种含谐波传动的空间机械臂模拟装置
CN104015191B (zh) * 2014-06-03 2016-02-17 哈尔滨工业大学 基于基座卫星角速度的空间机械臂工具坐标下的运动补偿方法
US20160335598A1 (en) * 2015-02-12 2016-11-17 John Aylmer Multi-Destination Instrumentation Delivery System for Solar System Exploration to create and sustain commercial, heavy industrial and research opportunities
CN104691792B (zh) * 2015-03-28 2016-08-03 哈尔滨工业大学 配合螺旋式充气抓捕手
CN106064377B (zh) * 2016-06-02 2018-06-29 西北工业大学 一种空间机器人动力学参数辨识的激励轨迹优化方法
EP3468868B1 (en) * 2016-06-14 2021-05-19 Blomquist, Richard Spacecraft and control method
CN107505947B (zh) * 2017-06-19 2021-03-16 西北工业大学 一种空间机器人捕获目标后消旋及协调控制方法
WO2019083886A1 (en) * 2017-10-25 2019-05-02 Intuitive Surgical Operations, Inc. SYSTEM AND METHOD FOR REPOSITIONING INPUT CONTROL DEVICES
CN108263645B (zh) * 2018-03-15 2020-11-10 哈尔滨工业大学 针对空间自旋目标抓捕及消旋的地面物理仿真试验系统
CN108381553B (zh) * 2018-04-28 2021-02-09 北京空间飞行器总体设计部 一种用于空间非合作目标捕获的相对导航近距离跟踪方法及系统
CN108638067B (zh) * 2018-05-17 2020-07-03 北京邮电大学 一种空间机械臂运动性能严重退化预防策略
CN108972558B (zh) 2018-08-16 2020-02-21 居鹤华 一种基于轴不变量的多轴机器人动力学建模方法
CN111409865B (zh) * 2020-03-31 2021-05-04 北京理工大学 基于交会概率的深空探测器接近段制导方法
GR1010151B (el) * 2020-04-07 2022-01-17 Ελληνικη Τεχνολογια Ρομποτικης Αβεε, Συστημα μηχανικης συνδεσης μεταξυ δορυφορων για επεκταση της ωφελιμης ζωης ή για τροποποιηση της τροχιας, συμπεριλαμβανομενης της δορυφορικης εκτροπης απο την τροχια και σχετικη μεθοδος ελεγχου μηχανικης συνδεσης μεταξυ δορυφορων
CN112009729B (zh) * 2020-08-04 2021-09-21 北京航空航天大学 一种空间机器人球形外包络抓捕方法
US12508707B2 (en) * 2021-12-14 2025-12-30 The Boeing Company Control devices for end effectors with multi-axis roller wheels, systems including the same, and related methods
CN114683285B (zh) * 2022-03-31 2024-03-26 中国空间技术研究院 一种快捷空间机器人仿真建模方法及系统
DE102023136422B3 (de) * 2023-12-21 2025-06-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Weltraumhandhabungsvorrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2566935B1 (fr) * 1984-06-27 1986-12-12 Commissariat Energie Atomique Systeme de commande optimisee des mouvements d'un mobile sensible et actif par rapport a un environnement local passif a l'aide de capteurs proximetriques locaux
JP2566665B2 (ja) * 1990-06-27 1996-12-25 川崎重工業株式会社 慣性系におけるロボットの制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101733746A (zh) * 2009-12-22 2010-06-16 哈尔滨工业大学 空间机器人非合作目标自主识别与捕获方法
JP7325681B1 (ja) * 2022-08-19 2023-08-14 三菱電機株式会社 宇宙ロボット制御装置、宇宙ロボット、宇宙ロボット制御方法およびプログラム
WO2024038611A1 (ja) * 2022-08-19 2024-02-22 三菱電機株式会社 宇宙ロボット制御装置、宇宙ロボット、宇宙ロボット制御方法およびプログラム

Also Published As

Publication number Publication date
JP3094091B2 (ja) 2000-10-03
US5390288A (en) 1995-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH05104469A (ja) 宇宙ロボツトの制御装置
Longman et al. Satellite-mounted robot manipulators—New kinematics and reaction moment compensation
Zhang et al. Grasp a moving target from the air: System & control of an aerial manipulator
CN106625671B (zh) 一种空间机器人抓捕翻滚目标的最优轨迹规划方法
Zeglin et al. Control of a bow leg hopping robot
EP3976322A1 (en) Detection of change in contact between robot arm and an object
Yoshida et al. Control of space free-flying robot
CN110641738B (zh) 一种空间五自由度自由飞行机械臂的轨迹跟踪控制方法
Hashimoto et al. Visual servoing with nonlinear observer
Tao et al. Modeling and control of swing oscillation of underactuated indoor miniature autonomous blimps
JPH0457688A (ja) 慣性系におけるロボットの制御装置
JP3316967B2 (ja) ロボットの制御装置
Deng et al. Hovering flight control of a micromechanical flying insect
JPH1124718A (ja) ロボットの制御装置及び制御方法
JPH05158540A (ja) 宇宙機のアーム制御システム、および、アーム付宇宙機の姿勢制御システム
JPH06190750A (ja) ロボットの制御装置
CN118393883A (zh) 一种陆空跨域多模态机器人及其运动控制方法
Wang et al. An anti-swing trajectory approach for an unmanned aerial vehicle with a slung payload
CN113568424B (zh) 主动收绳的空间机器人位姿一体化控制方法
CN110162070A (zh) 末端自由边界约束下的三轴姿态运动轨迹规划系统及方法
JPH06198585A (ja) 宇宙ロボットの姿勢制御方法及びその装置
CN109991990A (zh) 带旋转云台的多平行控制力矩陀螺的平衡装置及控制方法
JP2004025355A (ja) ロボットの制御装置
JPH05238493A (ja) 人工衛星の制御装置
JPH06289915A (ja) ディジタルサーボ制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term