[发明专利]一种空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法

权利要求书

1.一种空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，包括：

结合环境状态约束和任务要求确定任务剖面，建立与该任务剖面相关的机械臂运动状态；

依据空间站机械臂和各环境结构的几何模型，将所需要的机械臂模型和环境结构模型进行分块处理，输出模型计算所需的点、线、面数据；

依据点、线、面数据，采用模型重构方法，在干涉检查仿真环境中重新构建空间站机械臂与相关环境结构的计算模型；

设定机械臂与空间站当前状态及干涉状态检测的遍历策略；

开展机械臂自检检测和场景干涉状态检测；

将设定时间间隔的机械臂运动序列关节角度数据输入计算模型，重复开展机械臂自检检测、场景干涉状态检测，获得机械臂运动状态下的干涉动态检测数据。

2.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述建立与该任务剖面相关的机械臂运动状态的步骤，包括：建立任务剖面下各时间点的机械臂关节角度、基座位置标识及环境结构姿态或位置，其中及环境结构姿态或位置包括太阳翼转动角度、载人飞船与货运飞船位置标识和航天员标识。

3.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述几何模型通过基本几何形状构建，通过基本几何形状的组合获得任意形状。

4.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述在干涉检查仿真环境中重新构建空间站机械臂与空间站各舱体、太阳翼的计算模型的步骤中，针对任务剖面，建立机械臂运动路径上可能与机械臂存在干涉的相关环境结构的计算模型，而无需构建整个空间站的计算模型。

5.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述设定机械臂与空间站当前状态的步骤中，包括：依据机械臂关节角度、基座位置标识、以及环境结构姿态或位置的更新信息，完成机械臂与空间站当前状态的设定。

6.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述设定干涉状态检测的遍历策略的步骤中，包括：若干涉状态检测仅需要逻辑结果，则遍历存在干涉时即可停止；若干涉状态检测需要输出机械臂与环境结构的距离或穿透深度，则在逻辑结果的基础上，完成点、线、面的距离运算，并存储最近距离或最大深度发生位置。

7.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述开展机械臂自检检测的步骤中，包括：依次检测机械臂各对杆件的干涉状态和安全距离，从基座开始选取杆件，相邻杆件不检测，首先判断面面距离，其次判断线线距离，最后完成点点判断，直至选取到末端杆件；根据设定的遍历策略，输出相应的干涉状态检测结果。

8.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述开展场景干涉状态检测的步骤中，包括：确定机械臂与环境结构间的干涉状态与安全距离，从机械臂基座之后的第一个杆件开始进行检测，同样首先判断面面距离，其次判断线线距离，最后完成点点判断，依次确定每一个杆件与各相关环境结构的距离。

9.根据权利要求1所述的空间站机械臂运动干涉状态实时检测方法，其特征在于，所述开展机械臂自检检测和场景干涉状态检测的步骤中，对于连续碰撞计算，需要存储前一时间节点计算模型的对象配置和形状表示；而对于离散碰撞计算，则仅需要当前时间节点计算模型的对象配置和形状表示。