空気浮上実験装置を用いた非協力衛星とマニピュレータとの接触力学解析

宇宙空間において、ターゲットを捕獲する場合、初期接触でターゲットを弾き飛ばさないことが必須である。手先インピーダンス制御を用いて手先の見かけの慣性特性をコントロールすることによって接触力を減少させることが可能であるが、実際の宇宙空間では接触時間が非常に短く、また、ロボットの制御時間遅れや敏捷性が影響するために、ターゲットとの接触を維持することは容易ではない。本論文では、フリーフライングロボットにおける手先インピーダンス制御を用いたロボットアームと2次元微小重力環境を模擬できる空気浮上型実験装置を用いて接触力学解析を行う。
This paper presents the analysis on the contact dynamics between a robotic manipulator under impedance control and a floating target in space. After the contact of two free-flying bodies in space, both parties are easily bounced away and start rotating by the contact force. In order to reduce the contact force in satellite capture, the dynamic conditions between the manipulator under impedance control and a free flying target are investigated. As evaluation criteria, the equivalent mass of the tip of the manipulator coming from the impedance control is discussed. The influence of the impedance characteristics and the control time delay upon the equivalent mass are evaluated using experiments and numerical simulations. To replicate microgravity environment, a airfloating testbed on a stone surface plate is used.
資料番号: AA0063718062