Design of a Small Space Robot for On-Orbit Assembly Missions
Design of a Small Space Robot for On-Orbit Assembly Missions
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用于在轨组装任务的小型空间机器人的设计
DOI：
10.1145/3314493.3314520
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jackson L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jackson L
智能机器人彻底改变了地面组装和维修流程，而低成本的小型卫星则改变了太空经济。本文将这两种技术相结合，并提出了一种具有在轨装配能力的小型空间机器人的创新设计。推动这类任务的动力来自日益增长的商业利益和巨大空间结构带来的科学效益，比如未来的大口径天文望远镜或地球观测望远镜。然而，由于运载火箭运载能力的限制，目前严重限制了可携带的自展开单片望远镜结构的尺寸。因此，提高空间机器人在轨装配模块化组件的能力的需求日益增长。为了评估小型空间机器人在未来空间装配任务中的可行性，本文对其详细设计进行了概述和分析。给出了机械臂结构与航天器基本尺寸之间的权衡。这种连贯的设计工作是由各种任务要求驱动的，这些任务要求考虑了小型航天器的约束及其极端的操作环境。
Intelligent robots have revolutionised terrestrial assembly and servicing processes, while low-cost small satellites have transformed the economics of space. This paper dovetails both technologies and proposes an innovative design for a small space robot that is potentially capable of assembly operations in-orbit. The drive for such missions stems from the growing commercial interests and scientific benefits offered by massive structures in space, such as the future large aperture astronomical or Earth Observation telescopes. However, limitations in the lifting capacity of launch vehicles currently impose severe restrictions on the size of the self-deployable monolithic telescope structure that can be carried. As a result, there is a growing demand for advancing the capabilities of space robots to assemble modular components in-orbit. To assess the feasibility of a small space robot for future in-space assembly missions, a detailed design is outlined and analysed in this paper. The trade-off between the manipulator configuration and its base spacecraft sizing is presented. This coherent design exercise is driven by various mission requirements that consider the constraints of a small spacecraft as well as its extreme operating environment.
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