空间机器人总论

空间机器人总论

国之重器出版工程

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作品简介

本书是基于作者们多年来从事航天工程技术研发的经验总结,全书共6章,首先介绍了空间探索历程及其所包含的空间任务种类与关键技术,阐述了空间机器人在空间探索任务中所扮演的重要角色,进而总结梳理了典型空间机器人系统及其发展现状,在此基础上对空间机器人的设计、规划与控制技术、测试等相关知识进行了简要介绍,最后结合现有研究趋势和未来空间活动需求对空间机器人的应用前景作了相关展望。

本书即可作为高等院校相关专业高年级本科生以及研究生的教材,也可作为从事空间机器人技术研究及应用的研发人员及工程技术人员的参考书。

陈钢,工学博士,北京邮电大学自动化学院副教授。现任空间机器人技术教育部重点实验室副主任,自动化学院机电教研中心副主任。长期从事空间机械臂规划与控制研究工作,主要承担我国空间站机械臂、嫦娥5号机械臂等重大专项空间机械臂规划与控制等关键技术攻关工作。近年来,先后主持国家自然科学基金课题,教育部博士点基金项目,载人航天预研项目以及航天院所委托项目等30多项。以或通讯作者发表在国内外重要刊物和学术会议上发表论文60余篇,其中SCI检索20余篇;获国家发明专利20余项;获中国机械工业科技奖一等奖1项。

作品目录

  1. 内 容 提 要
  2. 《国之重器出版工程》编辑委员会
  3. 前言
  4. 第1章 空间探索任务概述
  5. | 1.1 空间探索发展历程 |
  6. 1.1.1 在轨服务发展历程
  7. 1.1.2 深空探测发展历程
  8. | 1.2 在轨服务任务种类及架构 |
  9. 1.2.1 在轨装配
  10. 1.2.2 在轨维护
  11. 1.2.3 其他服务任务
  12. 1.2.4 在轨服务任务典型案例
  13. | 1.3 深空探测任务种类及架构 |
  14. 1.3.1 样品采集
  15. 1.3.2 星表基地建设
  16. 1.3.3 深空探测任务典型案例
  17. | 1.4 小结 |
  18. | 参考文献 |
  19. 第2章 空间机器人概述
  20. | 2.1 空间机器人概念及构成 |
  21. | 2.2 典型空间机器人系统 |
  22. 2.2.1 美国的典型空间机器人系统
  23. 2.2.2 加拿大的典型空间机器人系统
  24. 2.2.3 欧洲的典型空间机器人系统
  25. 2.2.4 日本的典型空间机器人系统
  26. 2.2.5 中国的典型空间机器人系统
  27. 2.2.6 空间机器人基本参数及功能总结
  28. | 2.3 空间机器人分类 |
  29. 2.3.1 按应用场合分类
  30. 2.3.2 按机械臂数量分类
  31. 2.3.3 按自由度数分类
  32. | 2.4 空间机器人应用特点分析 |
  33. 2.4.1 空间机器人应用任务特点分析
  34. 2.4.2 空间机器人应用环境特点分析
  35. 2.4.3 空间机器人自身特性分析
  36. | 2.5 小结 |
  37. |参考文献|
  38. 第3章 空间机器人设计
  39. | 3.1 空间机器人总体设计 |
  40. 3.1.1 空间机器人构型设计
  41. 3.1.2 空间机器人材料与工艺选用设计
  42. 3.1.3 其他设计
  43. | 3.2 空间机器人关键部件/组件设计 |
  44. 3.2.1 关节设计
  45. 3.2.2 连杆设计
  46. 3.2.3 末端执行器设计
  47. | 3.3 空间机器人控制系统设计 |
  48. 3.3.1 控制系统整体架构
  49. 3.3.2 控制系统硬件结构
  50. 3.3.3 控制系统软件结构
  51. | 3.4 小结 |
  52. | 参考文献 |
  53. 第4章 空间机器人规划与控制技术
  54. | 4.1 空间机器人建模 |
  55. 4.1.1 空间机器人运动学建模
  56. 4.1.2 空间机器人动力学建模
  57. 4.1.3 空间机器人参数标定/辨识
  58. | 4.2 空间机器人规划 |
  59. 4.2.1 空间机器人任务规划
  60. 4.2.2 空间机器人路径规划
  61. 4.2.3 空间机器人轨迹优化
  62. | 4.3 空间机器人控制 |
  63. 4.3.1 空间机器人的基本控制方法
  64. 4.3.2 空间机器人的典型控制技术
  65. | 4.4 空间机器人环境感知与人机交互 |
  66. 4.4.1 空间机器人环境感知
  67. 4.4.2 空间机器人人机交互
  68. | 4.5 空间机器人容错控制 |
  69. 4.5.1 空间机器人容错性能评估
  70. 4.5.2 空间机器人容错控制方法
  71. | 4.6 小结 |
  72. | 参考文献 |
  73. 第5章 空间机器人测试
  74. | 5.1 空间机器人地面验证系统 |
  75. 5.1.1 平面气浮实验系统
  76. 5.1.2 水浮实验系统
  77. 5.1.3 微重力模拟实验系统
  78. 5.1.4 吊丝配重实验系统
  79. 5.1.5 硬件在环混合实验系统
  80. 5.1.6 空间机器人地面验证系统总结
  81. | 5.2 空间机器人系统功能/性能测试 |
  82. 5.2.1 基座行进能力测试
  83. 5.2.2 关节性能测试
  84. 5.2.3 连杆性能测试
  85. 5.2.4 末端执行器性能测试
  86. 5.2.5 系统运动性能测试
  87. | 5.3 空间机器人环境适应性测试 |
  88. 5.3.1 空间环境适应性测试
  89. 5.3.2 力学环境适应性测试
  90. 5.3.3 热环境适应性测试
  91. | 5.4 小结 |
  92. | 参考文献 |
  93. 第6章 空间机器人未来展望
  94. | 6.1 空间机器人对人类社会的影响 |
  95. | 6.2 空间机器人应用挑战 |
  96. 6.2.1 空间机器人应用环境适应性
  97. 6.2.2 空间机器人多任务适应性
  98. 6.2.3 空间机器人高可靠服役
  99. | 6.3 空间机器人发展趋势 |
  100. 6.3.1 智能化空间机器人
  101. 6.3.2 模块化空间机器人
  102. 6.3.3 空间多机器人系统
  103. 6.3.4 软体空间机器人
  104. 6.3.5 共融空间机器人
  105. | 6.4 空间机器人技术未来研究热点 |
  106. 6.4.1 多信息融合感知技术
  107. 6.4.2 智能规划与决策技术
  108. 6.4.3 人机交互技术
  109. | 6.5 小结 |
  110. | 参考文献 |
载入中

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