地外风化层采样机械臂自主避障控制方法

作者：赵子弈; 朱利丰; 宋爱国^*

来源：仪器仪表学报, 2023, 44(07): 133-142.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.J2311399

• 风化层采样
• 地外探索
• 采样机械臂
• 自主避障
• 导纳控制

由于地外天体风化层环境的不确定性，执行浅层钻取采样任务时易受到潜在障碍物的干扰，而对于采样时感知环境并进行机构姿态调整的研究相对较少。为提高采样成功率、改善作业时末端机构受力情况，提出了一种应用于地外风化层采样任务的机械臂自主避障控制方法。设计了能够辅助旋转避障与平移探进的三自由度机械臂，并进行了运动学分析。通过搭载三维力传感器获取采样器受力信息，结合导纳控制与旋转避让进行障碍规避。为验证方法可行性，进行了多组仿真实验和实物实验。实验结果表明，所提出的方法能够有效帮助采样器避让障碍物体，显著减小了作业阻力，X、Y、Z三方向最大受力的改善分别达到46.7%、57.0%、64.9%,改善了常规柔顺方法应用于浅层钻取时易受干扰的不足。

• 单位
  东南大学