一种基于装配影响综合指标的空间桁架装配序列规划方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种基于装配影响综合指标的空间桁架装配序列规划方法，包括：依据空间桁架和其组成部件的几何特性，构建空间桁架装配任务表征模型；依据所述空间桁架装配任务表征模型，构建空间桁架装配约束条件；依据空间桁架结构和机器人装配执行能耗，构建装配影响综合指标；依据空间桁架装配任务表征模型

【技术实现步骤摘要】
一种基于装配影响综合指标的空间桁架装配序列规划方法


[0001]本专利技术涉及一种基于装配影响综合指标的空间桁架装配序列规划方法，属于空间桁架装配

。

技术介绍

[0002]随着航天技术的发展和太空探索的逐步深入，空间站
、
太阳能电池阵列
、
大孔径望远镜等基于空间桁架的重要设施建设需求日益迫切
。
受限于结构重量
、
发动机比冲
、
燃料携带量等多方面影响，运载火箭对于体积或质量较大的空间设施需要分批运送到在轨环境，并以在轨装配的方式进行建设
。
现有的空间桁架大多由航天员在舱外进行人工装配，但这种方式危险性高
、
效率低
。
因此，空间桁架装配技术未来的发展方向是使用机器人进行自主装配，而进行装配序列规划是实现装配自主化
、
自动化的关键
。
装配序列规划的意义在于，在考虑各种装配过程约束的情况下，寻找最优的装配序列，从而根据装配序列控制机器人抓取
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于装配影响综合指标的空间桁架装配序列规划方法，其特征在于，所述方法包括：依据空间桁架和其组成部件的几何特性，构建空间桁架装配任务表征模型；依据所述空间桁架装配任务表征模型，构建空间桁架装配约束条件；依据空间桁架结构和机器人装配执行能耗，构建装配影响综合指标；依据空间桁架装配任务表征模型
、
空间桁架装配约束条件和装配影响综合指标，使用
A*
算法获得空间桁架装配序列
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据空间桁架和其组成部件的几何特性，构建空间桁架装配任务表征模型，包括：依据空间桁架和其组成部件的几何特性，对于由
r
个空间桁架组成部件
(
以下也简称部件，其包含
m
个连接件和
h
个桁杆，每个连接件有
a
个接口，每个桁杆有
b
个接口，并且
a
＞
b≥2)
所组成的空间桁架，定义如下形式的空间桁架装配任务表征模型：
r
＝
m+hQ
＝
[q1,q2,
…
,q
m
,q
m+1
,q
m+2
,
…
,q
r
]]]W
i
＝
(w
i1
,w
i2
,
…
,w
ia
)S
＝
[p1,p2,
…
,p
r
]
其中，
Q
表示空间桁架组成部件的集合，
q1～
q
m
表示连接件
、q
m+1
～
q
r
表示桁杆；
c(i,j)
表示部件
q
i
与
q
j
之间的连接关系，
c(i,j)
＝1表示部件
q
i
、q
j
互为相邻部件；
C
表示空间桁架组成部件连接矩阵，
c
ij
＝
c(i,j)
为矩阵
C
第
i
行第
j
列的元素；
p
i
表示部件
q
i
的装配状态；
W
i
表示部件
q
i
的相邻部件装配状态，
w
i1
～
w
ia
表示部件
q
i
的
a
个相邻部件的装配状态，0代表该相邻部件不存在，1代表该相邻部件未装配，2代表该相邻部件已装配
(
因桁杆只有
b
个接口，当
i
＞
m
时，
w
ib+1
～
w
ia
＝
0)
；
S
表示指定时刻的空间桁架装配任务整体状态
。3.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述空间桁架装配任务表征模型，构建空间桁架装配约束条件，包括：定义部件
q
i
的空间桁架部件连接约束函数
K
i
为：
K
i
＝
(1
‑
p
i
)h
i
其中，
h
i
表示部件
q
i
已装配的相邻部件数量，
w
i1
～
w
ia
与权利要求2中所述一致；
(1
‑
p
i
)
＝0表示部件
q
i
已装配，
(1
‑
p
i
)
＝1表示部件
q
i
未装配；
K
i
≠0
表示部件
q
i
已装配的相邻部件数量不为0，但未完成装配；依据上述空间桁架部件连接约束函数
K
i
，取空间桁架部件连接约束条件为：
K
i
≠0
；定义装配桁杆
q
i
(i
＞
m)
时的空间桁架部件装配顺序约束函数
L
i
为：
L
i
＝
(w
i1
‑
1)(w
i2
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈钢，黄泽远，王鹏飞，柳渝，李彤，程祥，彭世刚，于猛，
申请(专利权)人：中国航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：