[发明专利]模拟微重力下柔性表面粘附运动的测试平台与测量方法

说明书

模拟微重力下柔性表面粘附运动的测试平台与测量方法，属机器人领域。该系统的柔性表面（11）的测试接触反面均匀贴有呈阵列分布的电阻应变片(9)。柔性表面(11)的弯曲会导致电阻应变片(9)电阻变化，通过传感数据采集系统采集电阻应变片(9)电阻变化值间接测量柔性表面(11)弯曲曲率，结合材料柔性表面(11)弹性模量间接测到该处柔性表面(11)的弯矩和力，通过确定的电阻应变片(9)在柔性表面(11)平面分布位置，即可求得柔性表面的各处的弯矩和力值。本发明结构简单、运动原理清晰、运动实现方便。

技术领域

本发明属于机器人技术应用领域，具体涉及一种模拟微重力下柔性表面粘附运动的测试平台与测量方法。

背景技术

自1956年前苏联发射第一颗人造卫星以来，人类的生活越来越多地受益于航天技术的发展。航天技术深刻地改变了人类的生活，代表了国家科技实力和综合国力，同时关系到国家经济利益和国防安全，也影响了世界各国的空间安全观。航天技术的前沿领域包括在轨服务，深空探测等，其中在轨服务指通过人、机器人或两者协同在空间完成对航天器故障维修、延寿、任务执行能力提升的空间操作，主要包括在轨装配、在轨检测维护和后勤支持等服务任务。应用于空间在轨服务的空间机器人是当今机器人研究领域最为前沿的课题之一。

因此，地面模拟微重力环境开展前期空间机器人地面实验研究，对空间机器人在轨实际应用具有重要意义和实用价值。特别是未来采用空间粘附机器人，如在卫星太阳帆、薄膜天线、薄膜电池阵、外表面柔性保护层等表面粘附移动作业时，在代替宇航员完成重要的在轨维护任务方面起到具有重要作用。

国内外一般采用悬挂法、气浮法、水浮法来尽可能模拟空间微重力环境。目前针对足式粘附机器人在微重力环境下的模拟方式，主要通过气球悬挂方式抵消重力作用的影响，开展硬质地面的水平面上的观测机器人运动（国家发明专利：戴振东，汪中原，孙功勋.仿壁虎机器人在微重力环境下的实验系统及地面实验方法. 专利申请号：CN201510273695.5）。申请人曾针对仿壁虎空间机器人在微重力下的飞行过程中姿态调控与着陆瞬间粘附的科学问题研究，提出了相关的飞行姿态调控与着陆的实验系统及方法，（国家发明专利：俞志伟，戴振东，杨斌，吉爱红，汪中原. 仿壁虎空间机器人姿态调控与着陆实验系统及方法. 专利申请号：CN201510096242.X），但未提出真正在柔性表面上足式粘附运动的测试方法。

目前为止，针对地面模拟微重力环境下在柔性表面(如卫星太阳帆、薄膜天线、薄膜电池阵、卫星外表面柔性保护层)上的足式粘附运动测试系统还尚未报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在地面可模拟微重力环境下足式粘附运动在柔性表面的力学与行为测试系统。

所述的一种模拟微重力下柔性表面粘附运动的测试平台与测量方法，其特征在于：