Space Debris Reliable Capturing by a Dual-Arm Orbital Robot: Detumbling and Caging

一种配备有机械臂的追踪卫星可以捕获太空碎片并将其操纵用于更高级的任务，例如加注燃料和降轨。为了简化控制系统，提出了一种基于笼状策略的捕获方法。笼状策略通过位置控制来几何约束目标碎片的运动。然而，如果目标以高速旋转，则直接使用笼状策略可能会导致约束失败或硬件损坏。因此，在捕获前，应该将目标去旋转。为了解决这个问题，本研究提出了一种基于反复接触的方法，使用阻抗控制来减小目标的动量。本研究从阻抗参数的角度分析了所提出的去旋转技术。我们通过参数分析研究了它们的影响，并通过代表太空碎片的微卫星的成功去旋转和笼状序列进行了演示。与直接笼状相比，接触力在去旋转序列期间减小。此外，所提出的去旋转和笼状序列通过在二维微重力仿真试验台上使用双臂浮空机器人进行了模拟和实验验证。

本论文旨在解决高速自旋的空间碎片捕获问题，提出了一种基于反复接触的阻抗控制方法来减小碎片动量，以便进行捕获。

本论文提出的阻抗控制方法可以有效地减小碎片动量，从而避免直接捕获时可能出现的问题。

本论文通过参数分析和仿真实验验证了提出的阻抗控制方法的有效性，同时使用了双臂空气浮动机器人在二维微重力模拟实验中进行了验证。

最近的相关研究包括“基于视觉伺服的空间碎片捕获方法”和“基于深度学习的空间碎片图像识别技术”等。