美國斯坦福大學(xué)雙臂空間機器人空中實驗體系
為確保空間機械人正在軌使命的樂成施行，須要正在空中展開充裕的實驗以考證和評價空間機械人的途徑計劃、節(jié)制算法等關(guān)鍵技術(shù)。正在空中展開實驗考證，難點是須要模仿空間的微重力環(huán)境，由道理上講，微重力環(huán)境的發(fā)生一樣平常有三種道理：自由落體運動，可構(gòu)成失重環(huán)境，如果正在微重力塔中開釋空間 機械人；應(yīng)用地球引力干勻速圓周運動，如果正在航天飛機或空間站上展開的微重力實驗；應(yīng)用平衡力抵消重力，如采取吊絲配重、氣足支持或中性液體的浮力抵消重力，亦可構(gòu)成微重力環(huán)境。由事實體系的實現(xiàn)上講，現(xiàn)階段的空間機械人空中實驗體系主要有六類：基于自由落體運動的實驗體系、基于拋物線飛翔的實驗體系、氣浮式空中實驗體系、水浮式空中實驗體系、吊絲配重實驗體系和硬件正在回路的夾雜空中實驗體系(數(shù)學(xué)模型取實物相結(jié)合的)。
各類實驗體系擁有沒有同的實現(xiàn)體式格局和使用配景，還擁有沒有同的優(yōu)錯誤謬誤?；谧杂陕潴w運動的實驗體系能夠舉行三維空間的微重力實驗，能發(fā)生近零重力環(huán)境，然則空間機械人的外形尺寸受限定，單次微重力實驗時候短?；趻佄锞€航行的實驗體系的微重力級別較高，錯誤謬誤同基于自由落體運動的實驗體系相似，而且實驗后的數(shù)據(jù)處理較費事。平面氣浮式實驗體系手藝成熟，建筑周期短，易于實現(xiàn)及保護，適應(yīng)性強，對機械人的布局沒有太多限定，然則只會實現(xiàn)平面的微重力實驗(二維的平動和一維的滾動)。水浮式實驗體系請求空間機械人原型樣機沒有能直接在水浮體系上舉行測試，必需舉行專門的設(shè)計以避免受到水下環(huán)境的危害，別的，水的阻力和慣量會改變空間機械人的動力學(xué)特征。吊絲配重體系的長處是能夠舉行三維空間的重力抵償，實驗時候沒有受限定，但精度沒有夠高，難以辨識懸吊體系的動摩擦力，因為空間機械人和懸吊體系之間存在耦合振動，還可能使得全部體系沒有穩(wěn)定。