Cinemática de Robots de Naves Espaciales Usando Cuaterniones Dobles
Autores: Valverde, Alfredo; Tsiotras, Panagiotis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, ha habido un creciente interés en el servicio de satélites en órbita. En la mayoría de los casos, el servicio en órbita se basa en el uso de manipuladores robóticos montados en naves espaciales para llevar a cabo objetivos de misión complicados. Los cuaterniones duales, una herramienta matemática para representar convenientemente la pose, se han adoptado recientemente en la industria espacial para abordar problemas complejos de control durante las etapas de operaciones de proximidad y encuentro, así como para el modelado dinámico de brazos robóticos montados en una nave espacial. El objetivo de este artículo es cerrar la brecha en el uso de cuaterniones duales que existe entre los campos del control de naves espaciales y la manipulación robótica de base fija. En particular, presentaremos herramientas comúnmente utilizadas en el campo de la robótica como expresiones de cuaterniones duales, como la parametrización de Denavit-Hartenberg o la fórmula del producto de exponentes. Además, proporcionamos, a través de ejemplos, un estudio de la cinemática de diferentes configuraciones de manipuladores seriales, llegando al caso de un sistema robótico completamente flotante. Proporcionamos expresiones para las velocidades duales de los diferentes tipos de juntas que comúnmente surgen en robots industriales, y terminamos proporcionando una colección de resultados que expresan las restricciones convexas comúnmente encontradas por robots espaciales durante operaciones de proximidad en términos de cuaterniones duales.
Descripción
En los últimos años, ha habido un creciente interés en el servicio de satélites en órbita. En la mayoría de los casos, el servicio en órbita se basa en el uso de manipuladores robóticos montados en naves espaciales para llevar a cabo objetivos de misión complicados. Los cuaterniones duales, una herramienta matemática para representar convenientemente la pose, se han adoptado recientemente en la industria espacial para abordar problemas complejos de control durante las etapas de operaciones de proximidad y encuentro, así como para el modelado dinámico de brazos robóticos montados en una nave espacial. El objetivo de este artículo es cerrar la brecha en el uso de cuaterniones duales que existe entre los campos del control de naves espaciales y la manipulación robótica de base fija. En particular, presentaremos herramientas comúnmente utilizadas en el campo de la robótica como expresiones de cuaterniones duales, como la parametrización de Denavit-Hartenberg o la fórmula del producto de exponentes. Además, proporcionamos, a través de ejemplos, un estudio de la cinemática de diferentes configuraciones de manipuladores seriales, llegando al caso de un sistema robótico completamente flotante. Proporcionamos expresiones para las velocidades duales de los diferentes tipos de juntas que comúnmente surgen en robots industriales, y terminamos proporcionando una colección de resultados que expresan las restricciones convexas comúnmente encontradas por robots espaciales durante operaciones de proximidad en términos de cuaterniones duales.