机器人在轨构建空间桁架结构的装配序列规划方法

罗建军，王嘉文，王明明，刘 聪

(1. 西北工业大学深圳研究院，深圳 518057；2. 西北工业大学航天学院航天飞行动力学技术重点实验室，西安 710072)

0 引 言

随着航天技术的进步与应用需求的拓展，代表国家科技实力的空间站、空间反射镜、通信天线、太阳能电站、地外基地等空间大型平台和基础设施的建设需求日益迫切。空间在轨服务可以拓展人类的太空活动，帮助人类进行更广泛、更深入、更创新的空间探索活动[1]。而一些体积或质量较大的空间设施无法通过运载火箭一次部署完成，需多次发射在空间中进行组装构建。空间在轨装配是指在太空中，将不同的部件连接起来，构建成为一个由结构、子系统或子系统的单元体等组成的空间设施。在轨装配扩大了我们设计任务的空间，增加了人类太空活动的多样性[2-3]。空间在轨装配技术未来的发展方向是空间自主装配，而智能装配序列规划是实现装配智能化、自主化、自动化的关键问题。智能装配序列规划的意义在于检测出可行的装配序列，在考虑各种装配过程约束的情况下，寻找最优的装配序列。根据装配序列，对装配过程的各个方面进行更优的设计和安排。另外，合理的装配顺序有利于提高装配效率，降低装配成本。装配序列的自动生成和优化对于整个任务的进行至关重要[4]。

从20世纪70年代开始，NASA兰利研究中心就进行了一系列的研究[5]。1980年，该中心在地面零重力模拟池中进行了手动装配四面体的实验[6]。……