”均被置為1，則目標衛(wèi)星發(fā)生故障的分系統(tǒng)設(shè)備故障被排除，發(fā)送目標衛(wèi)星所有分系統(tǒng)設(shè)備均處于工作狀態(tài)的指令并通過救援衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面，在軌故障檢測完成。
[0043]巡游機器人包括多個結(jié)構(gòu)形狀完全相同的關(guān)節(jié)的蛇形仿真機器人，關(guān)節(jié)兩端各設(shè)有安裝孔且兩端的安裝孔互相垂直，每個關(guān)節(jié)通過兩端垂直的安裝孔兩兩正交相連，當(dāng)一個關(guān)節(jié)在偏轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時，另一個關(guān)節(jié)在俯仰方向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)三維空間內(nèi)的運動。巡游機器人每個關(guān)節(jié)內(nèi)部集成電機、減速器、驅(qū)動電路、傳感器(探測通信模塊)和總線通信電路，每個關(guān)節(jié)通過軸、磁鐵、連接器體進行機械連接和熱傳導(dǎo)，兩個關(guān)節(jié)通過母插頭和公插頭進行動力和信號電的連接，關(guān)節(jié)間角度通過編碼器進行測量。在巡游機器人的首尾兩端配有大比沖推力器(軌道控制推力器、姿態(tài)控制推力器)，可以控制機器人在空中自主飛行，而外部表面涂敷有專門設(shè)計的強吸附、弱脫離的多聚合物的粘性吸附陣列和曲面太陽能電池板，其中，多聚合物的粘性吸附陣列可使巡游機器人粘附于目標衛(wèi)星星體表面，曲面太陽能電池板可以為巡游機器人提供電能。巡游機器人還設(shè)有控制中心計算機，以控制巡游機器人與外界通信、位置姿態(tài)變化、探測周邊環(huán)境及數(shù)據(jù)處理。
[0044]另外，巡游機器人具有極高的變形度，在發(fā)射火箭中，可以蜷縮收攏以減少體積；在被彈射出后，可以構(gòu)型自主展開，利用自身形態(tài)變化控制其與目標著陸面的相對姿態(tài)精度，建立準確著陸狀態(tài)；著陸到目標衛(wèi)星后，巡游機器人可以通過自身構(gòu)型變化實現(xiàn)蠕動、纏繞、翻滾和攀爬等多種運動模式執(zhí)行任務(wù)。
[0045]本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項】
1.一種基于巡游機器人的在軌故障檢測及維護方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將巡游機器人放于救援衛(wèi)星并將救援衛(wèi)星朝向目標衛(wèi)星發(fā)射，當(dāng)救援衛(wèi)星與目標衛(wèi)星距離不大于Ikm時，救援衛(wèi)星測量目標衛(wèi)星形貌信息并解算目標衛(wèi)星的姿態(tài)及軌道后將目標衛(wèi)星形貌信息、姿態(tài)及軌道送至巡游機器人中的控制中心計算機，控制巡游機器人與救援衛(wèi)星分離，并令巡游機器人依靠其軌道控制推力器按照目標衛(wèi)星的軌道朝目標衛(wèi)星靠近；所述巡游機器人包括控制中心計算機、探測通信模塊、軌道控制推力器、姿態(tài)控制推力器； (2)巡游機器人與救援衛(wèi)星分離后，使救援衛(wèi)星實時測量目標衛(wèi)星的姿態(tài)軌道并送至巡游機器人，令巡游機器人實時接收目標衛(wèi)星的姿態(tài)軌道并依靠其探測通信模塊測量目標衛(wèi)星的位置后，使用其軌道控制推力器修正自身運動軌道來接近目標衛(wèi)星，同時使用測量得到的目標衛(wèi)星的位置計算巡游機器人與目標衛(wèi)星的距離并判斷； (3)如果巡游機器人與目標衛(wèi)星的距離不大于100m，則使巡游機器人根據(jù)目標衛(wèi)星的姿態(tài)開啟姿態(tài)控制推力器調(diào)整運動姿態(tài)，同時接收救援衛(wèi)星實時發(fā)送的目標衛(wèi)星的姿態(tài)并轉(zhuǎn)入步驟(4);如果巡游機器人與目標衛(wèi)星的距離大于100m，則使巡游機器人繼續(xù)實時接收目標衛(wèi)星的姿態(tài)軌道并依靠其探測通信模塊測量目標衛(wèi)星的位置后，使用其軌道控制推力器修正運動軌道靠近目標衛(wèi)星，直至巡游機器人與目標衛(wèi)星的距離不大于100m，然后使巡游機器人根據(jù)目標衛(wèi)星的姿態(tài)開啟姿態(tài)控制推力器調(diào)整運動姿態(tài)，同時接收救援衛(wèi)星實時發(fā)送的目標衛(wèi)星的姿態(tài)并轉(zhuǎn)入步驟(4); (4)如果巡游機器人與目標衛(wèi)星的姿態(tài)差不大于10_3°，則根據(jù)救援衛(wèi)星發(fā)送的目標衛(wèi)星形貌信息尋找目標衛(wèi)星的吸附面，然后令巡游機器人使用姿態(tài)控制推力器調(diào)節(jié)巡游機器人的姿態(tài)直至巡游機器人與目標衛(wèi)星的吸附面平行，如果巡游機器人與目標衛(wèi)星的姿態(tài)差大于10_3°，則令巡游機器人使用姿態(tài)控制推力器調(diào)節(jié)其姿態(tài)直至巡游機器人與目標衛(wèi)星的姿態(tài)差不大于10_3°，然后重復(fù)根據(jù)救援衛(wèi)星發(fā)送的目標衛(wèi)星形貌信息尋找目標衛(wèi)星的吸附面，使巡游機器人使用姿態(tài)控制推力器調(diào)節(jié)巡游機器人的姿態(tài)直至巡游機器人與目標衛(wèi)星的吸附面平行；所述吸附面為目標衛(wèi)星表面中具有較好平面度且面積大于巡游機器人的區(qū)域； (5)使巡游機器人垂直向目標衛(wèi)星的吸附面碰撞，并在接觸瞬間依靠巡游機器人表面有粘性的聚合物粘附到目標衛(wèi)星吸附面，然后使巡游機器人依靠探測通信模塊探測吸附面周圍星表信息后，使用控制中心計算機規(guī)劃至目標衛(wèi)星的星表測試接口位置的路徑，得到規(guī)劃路徑后令巡游機器人沿規(guī)劃路徑爬行至目標衛(wèi)星的星表測試接口位置； (6)到達目標衛(wèi)星的星表測試接口位置后，使巡游機器人將其控制中心計算機與目標衛(wèi)星的星表測試接口連接，建立其與目標衛(wèi)星的鏈路連接； (7)令巡游機器人的控制中心計算機向目標衛(wèi)星發(fā)送握手信號， 如果兩者握手成功，則令巡游機器人的控制中心計算機對目標衛(wèi)星的所有分系統(tǒng)設(shè)備進行總線周期性輪詢， 如果目標衛(wèi)星各分系統(tǒng)設(shè)備返回總線周期性輪詢指令狀態(tài)字中的“服務(wù)請求位”均被置為1，則該目標衛(wèi)星分系統(tǒng)設(shè)備處于工作狀態(tài)，發(fā)送目標衛(wèi)星所有分系統(tǒng)設(shè)備均處于工作狀態(tài)的指令并通過救援衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面，在軌故障檢測完成， 如果目標衛(wèi)星存在分系統(tǒng)設(shè)備返回總線周期性輪詢指令狀態(tài)字中的“服務(wù)請求位”被置成O，則轉(zhuǎn)入步驟(8)， 如果兩者握手不成功，則使巡游機器人的控制中心計算機接管目標衛(wèi)星連接至總線的各分系統(tǒng)設(shè)備，轉(zhuǎn)入步驟(8); (8)使巡游機器人的控制中心計算機獲取目標衛(wèi)星連接至總線各分系統(tǒng)設(shè)備的標識位并通過救援衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)送至地面，然后接收由救援衛(wèi)星中轉(zhuǎn)的地面發(fā)送的目標衛(wèi)星各分系統(tǒng)設(shè)備標識位的初始化參數(shù)，使用該初始化參數(shù)控制目標衛(wèi)星各分系統(tǒng)設(shè)備初始化，重新對目標衛(wèi)星各分系統(tǒng)進行總線周期性輪詢， 如果目標衛(wèi)星存在分系統(tǒng)設(shè)備返回總線周期性輪詢指令狀態(tài)字中的“服務(wù)請求位”被置成O，則對應(yīng)的目標衛(wèi)星分系統(tǒng)物理故障，令巡游機器人的控制中心計算機接管目標衛(wèi)星總線控制權(quán)，發(fā)送目標衛(wèi)星存在分系統(tǒng)設(shè)備物理故障且巡游機器人已經(jīng)接管目標衛(wèi)星的指令并通過救援衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面，在軌故障檢測完成， 如果目標衛(wèi)星各分系統(tǒng)設(shè)備返回總線周期性輪詢指令狀態(tài)字中的“服務(wù)請求位”均被置為1，則目標衛(wèi)星發(fā)生故障的分系統(tǒng)設(shè)備故障被排除，發(fā)送目標衛(wèi)星所有分系統(tǒng)設(shè)備均處于工作狀態(tài)的指令并通過救援衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面，在軌故障檢測完成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于巡游機器人的在軌故障檢測及維護方法，其特征在于所述的巡游機器人包括多個結(jié)構(gòu)形狀完全相同的關(guān)節(jié)，關(guān)節(jié)兩兩正交相連，關(guān)節(jié)兩端各設(shè)有安裝孔且兩端的安裝孔互相垂直，得到規(guī)劃路徑后巡游機器人通過各個關(guān)節(jié)的相對運動爬行至目標衛(wèi)星的星表測試接口位置。
【專利摘要】一種基于巡游機器人的在軌故障檢測及維護方法，首先將巡游機器人通過救援衛(wèi)星送至目標衛(wèi)星并吸附在目標衛(wèi)星表面的吸附面，然后令巡游機器人到達目標衛(wèi)星的星表測試接口位置，將控制中心計算機連接至目標衛(wèi)星，最后通過巡游機器人的控制中心計算機向目標衛(wèi)星發(fā)送握手信號、接收衛(wèi)星系統(tǒng)各設(shè)備的返回信號判斷目標衛(wèi)星各分系統(tǒng)工作狀態(tài)，并通過初始化或接管目標衛(wèi)星排除故障。本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，使用機器人在衛(wèi)星表面巡游并進行檢測維護，克服了現(xiàn)有技術(shù)在通過分析衛(wèi)星傳回的遙測信息判斷衛(wèi)星故障時，如果測控系統(tǒng)出現(xiàn)故障則不能獲取遙測信息來分析故障的不足，并能實現(xiàn)對目標衛(wèi)星的物理故障修復(fù)。
【IPC分類】G05D1/02
【公開號】CN104898668
【申請?zhí)枴緾N201510218252
【發(fā)明人】陳新龍, 陳大可, 李志 , 張志民, 孫玉成, 朱孟萍, 鄧連印
【申請人】中國空間技術(shù)研究院
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月30日