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空間機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)

包郵 空間機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)

出版社：科學(xué)出版社出版時(shí)間：2021-11-01
開本： B5 頁數(shù)： 256
中 圖 價(jià):¥74.2(5.8折) 定價(jià)  ¥128.0 登錄后可看到會員價(jià)
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空間機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 版權(quán)信息

空間機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 內(nèi)容簡介

空間機(jī)器人及其遙操作技術(shù)已成為空間在軌服務(wù)、空間攻防的重要裝備，已在靠前空間站、航天飛機(jī)、服務(wù)衛(wèi)星中發(fā)揮關(guān)鍵作用。遙操作與現(xiàn)場操作的關(guān)鍵不同在于時(shí)延和有限信息環(huán)境，該區(qū)別將導(dǎo)致不確定的大時(shí)延環(huán)境、遠(yuǎn)端不準(zhǔn)確的對象和不確定的狀態(tài)響應(yīng)、人在回路的不確定和延遲操作等問題。本書圍繞解決該系列問題，給出了多體響應(yīng)融合、可靠及多員共享遙操作、任務(wù)及系統(tǒng)評估等方法，通過體系化集成方案的設(shè)計(jì)，進(jìn)而形成遙操作系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方法，并給出遙操作系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)實(shí)例。

空間機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 目錄

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 空間機(jī)器人 1
1.2 遙操作的應(yīng)用領(lǐng)域 2
1.3 空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 3
1.3.1 美國空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 4
1.3.2 歐洲空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 9
1.3.3 加拿大空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 14
1.3.4 日本空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 16
1.3.5 我國空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 19
1.4 本書內(nèi)容介紹 22
第2章 空間機(jī)器人動(dòng)力學(xué)建模技術(shù) 23
2.1 自由漂浮空間機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型 23
2.1.1 模型假設(shè) 23
2.1.2 坐標(biāo)系與符號定義 24
2.1.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)建模 26
2.2 受控機(jī)械臂關(guān)節(jié)建模 31
2.3 小結(jié) 34
第3章 空間目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)預(yù)報(bào)技術(shù) 35
3.1 空間機(jī)器人響應(yīng)修正方法 35
3.1.1 空間機(jī)器人響應(yīng)修正問題 35
3.1.2 受控機(jī)械臂關(guān)節(jié)響應(yīng)修正方法 41
3.1.3 主星響應(yīng)修正方法 48
3.2 空間機(jī)器人在軌狀態(tài)預(yù)報(bào) 62
3.2.1 空間機(jī)器人系統(tǒng)融合修正預(yù)報(bào)策略 62
3.2.2 空載時(shí)的空間機(jī)器人在軌狀態(tài)預(yù)報(bào) 67
3.2.3 抓取有誤差先驗(yàn)知識的目標(biāo)物體時(shí)的狀態(tài)預(yù)報(bào) 72
3.2.4 抓取無先驗(yàn)知識非合作目標(biāo)物體時(shí)的狀態(tài)預(yù)報(bào) 75
3.3 小結(jié) 79
第4章 不確定大時(shí)延環(huán)境下的可靠遙操作技術(shù) 80
4.1 數(shù)據(jù)層中的可靠遙操作方法 80
4.2 算法層中的可靠遙操作方法 83
4.3 操作層中的可靠遙操作方法 84
4.4 策略層中的可靠遙操作方法 85
4.5 系統(tǒng)層中的可靠遙操作方法 85
4.6 小結(jié) 86
第5章 多機(jī)多員共享遙操作技術(shù) 87
5.1 不確定大時(shí)延下多機(jī)多員共享遙操作及其研究現(xiàn)狀 87
5.2 不確定大時(shí)延下多機(jī)多員共享遙操作適用條件分析 91
5.3 單機(jī)共享遙操作方法 94
5.3.1 單機(jī)同地共享遙操作方法 95
5.3.2 單機(jī)異地共享遙操作方法 96
5.4 多機(jī)共享遙操作方法 100
5.4.1 多機(jī)同地共享遙操作方法 101
5.4.2 多機(jī)異地共享遙操作方法 104
5.4.3 多機(jī)復(fù)合共享遙操作方法 109
5.5 不確定大時(shí)延環(huán)境下共享遙操作實(shí)驗(yàn) 110
5.6 小結(jié) 137
第6章 多機(jī)多員共享遙操作評估技術(shù) 138
6.1 多機(jī)多員共享遙操作系統(tǒng)能力需求 138
6.1.1 操作模式對遙操作任務(wù)的覆蓋能力 139
6.1.2 現(xiàn)場設(shè)備、遙操作任務(wù)和遙操作系統(tǒng)的安全保護(hù)能力 140
6.1.3 遙操作系統(tǒng)自主能力、智能性 140
6.1.4 遙操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理能力 141
6.1.5 遙操作系統(tǒng)時(shí)延影響消減能力 141
6.1.6 操作過程備份、分析、復(fù)現(xiàn)和時(shí)間同步能力 141
6.1.7 遙操作系統(tǒng)交互與通信能力 142
6.1.8 遙操作系統(tǒng)人機(jī)功效、機(jī)電、電氣性能 142
6.1.9 共享操作的同步性 142
6.1.10 對共享操作端差異的容忍性 142
6.2 多機(jī)多員共享遙操作評估策略 143
6.2.1 操作模式對遙操作任務(wù)的覆蓋能力評估 143
6.2.2 遙操作系統(tǒng)安全保護(hù)能力評估 147
6.2.3 遙操作系統(tǒng)自主能力、智能性評估 154
6.2.4 遙操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理能力評估 158
6.2.5 遙操作系統(tǒng)通信能力評估 161
6.2.6 遙操作系統(tǒng)人機(jī)功效、機(jī)電、電氣性能評估 163
6.2.7 遙操作系統(tǒng)時(shí)延影響消減能力評估 165
6.2.8 遙操作系統(tǒng)備份、分析、復(fù)現(xiàn)、時(shí)間同步能力評估 168
6.2.9 共享操作的同步性評估 170
6.2.10 共享操作的差異容忍性評估 172
6.3 多機(jī)多員共享遙操作評估方法 174
6.4 遙操作實(shí)驗(yàn)推演評估系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 183
6.4.1 遙操作實(shí)驗(yàn)推演評估系統(tǒng)設(shè)計(jì) 184
6.4.2 遙操作系統(tǒng)評估實(shí)例 187
6.5 小結(jié) 189
第7章 不確定大時(shí)延遙操作系統(tǒng)總體技術(shù)與案例 190
7.1 地面遙操作系統(tǒng)總體模型 190
7.2 地面遙操作系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 195
7.2.1 地面遙操作系統(tǒng)總體能力設(shè)計(jì) 195
7.2.2 地面遙操作系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì) 198
7.2.3 地面遙操作目標(biāo)模擬器總體設(shè)計(jì) 225
7.3 地面遙操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)案例 230
7.3.1 某空間機(jī)器人遙操作系統(tǒng) 230
7.3.2 大型空間機(jī)械臂遙操作系統(tǒng) 231
7.3.3 面向未來多機(jī)多員遙操作系統(tǒng) 235
7.4 小結(jié) 239
參考文獻(xiàn) 240
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空間機(jī)器人遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì) 節(jié)選

第1章 緒論 1.1 空間機(jī)器人 自20世紀(jì)80年代美國國家航空航天局(National Aeronautics and Space Admini- stration，NASA)提出在軌服務(wù)機(jī)器人概念以來[1]，隨著空間技術(shù)的快速發(fā)展和空間活動(dòng)的不斷增加，人類迫切需要探索研究地球空間及地球以外的星體和星系，空間機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生[2]。空間機(jī)器人能夠代替宇航員完成復(fù)雜、危險(xiǎn)的空間操作任務(wù)，擴(kuò)大空間任務(wù)的可達(dá)工作區(qū)，提高工作效率，還可節(jié)省大量時(shí)間和資金成本[3]。因此，空間機(jī)器人在空間在軌服務(wù)領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用，如國際空間站(International Space Station，ISS)的裝配與維護(hù)、航天器維修與保養(yǎng)、航天器升級、航天器輔助交會對接、燃料補(bǔ)給、載荷搬運(yùn)、故障衛(wèi)星捕獲回收與修理、空間碎片清理、空間生產(chǎn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)的支持，以及其他星體表面探測等[3-5]。 目前，對于“空間機(jī)器人”這一概念，很多學(xué)者及國際研發(fā)報(bào)告等都曾給出過相關(guān)定義。Bekey等[6]指出空間機(jī)器人是一類通用機(jī)器，它至少在一段時(shí)間內(nèi)能夠在嚴(yán)酷的空間環(huán)境下生存，并能夠進(jìn)行探索、裝配、建造、維護(hù)、服務(wù)等任務(wù)，或能夠進(jìn)行在機(jī)器人設(shè)計(jì)時(shí)可能未被完全理解的其他任務(wù)。林益明等[2]定義空間機(jī)器人是在太空中執(zhí)行空間站建造與運(yùn)營支持、衛(wèi)星組裝與服務(wù)、行星表面探測與實(shí)驗(yàn)等任務(wù)的一類特種機(jī)器人。梁斌等[7]指出空間機(jī)器人是工作于宇宙空間的特種機(jī)器人。我國關(guān)于印發(fā)《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》的通知中，將空間機(jī)器人、仿生機(jī)器人和反恐防暴機(jī)器人等歸類為特種作業(yè)機(jī)器人。 相比地面機(jī)器人，空間機(jī)器人面對的應(yīng)用環(huán)境較為特殊，如發(fā)射段力學(xué)環(huán)境、空間高低溫、軌道微重力或星表重力、超真空、空間輻照、原子氧、復(fù)雜光照、空間碎片等，這需要其具有較強(qiáng)的太空環(huán)境適應(yīng)能力，在資源受限和維護(hù)缺乏的情況下，仍具備較長的使用壽命和較高的可靠性[8]，能夠針對不同的空間對象和多樣的空間任務(wù)，完成抓取捕獲、搬運(yùn)移動(dòng)等特殊操作任務(wù)。根據(jù)不同的分類方式，空間機(jī)器人有不同的分類方法。美國NASA研究小組(NASA exploration team，NEXT)按任務(wù)特點(diǎn)和作業(yè)環(huán)境，將空間機(jī)器人分為在軌操作機(jī)器人和行星表面探測機(jī)器人兩種[9]。郭琦等[10]按控制方式不同，將空間機(jī)器人分為主從式遙控機(jī)械手、遙控機(jī)器人和自主式機(jī)器人三類。洪炳镕等按照空間機(jī)器人發(fā)展歷程，將空間機(jī)器人分為艙外活動(dòng)機(jī)器人(extravehicular robot，EVR)、科學(xué)有效載荷服務(wù)器和行星表面漫游車三類[11]。此外，空間機(jī)器人還可按照基座控制方式、作業(yè)位置、功能等進(jìn)行分類。 頻繁發(fā)生的衛(wèi)星失效事件、不斷增加的空間碎片清理問題、空間站的建設(shè)與維護(hù)需求、新型在軌服務(wù)技術(shù)的發(fā)展需求等不斷推動(dòng)著空間機(jī)器人技術(shù)的快速發(fā)展，歐美、日本等發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在理論研究和在軌實(shí)踐方面均取得了豐碩的成果，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)[12-17]。而我國在空間機(jī)器人方面的研究起步較晚，相關(guān)工作大多為基礎(chǔ)研究工作，部分單位/高校成功搭建地面實(shí)驗(yàn)平臺并完成地面驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)[18-26]。2016年6月，中國國家航天局(China National Space Administration，CNSA)制作的空間機(jī)器人發(fā)展路線圖也指出，要加強(qiáng)空間機(jī)器人領(lǐng)域基礎(chǔ)理論的突破，提出更多獨(dú)創(chuàng)性的概念，未來中國將在空間在軌服務(wù)機(jī)器人、月球與深空探測機(jī)器人、空間環(huán)境治理機(jī)器人等領(lǐng)域，開展一系列共性和專業(yè)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。 1.2 遙操作的應(yīng)用領(lǐng)域 遙操作主要應(yīng)用于因特殊原因而不宜將操作員置于作業(yè)現(xiàn)場的情況，如作業(yè)現(xiàn)場不利于人的生存和活動(dòng)，將操作員送至作業(yè)現(xiàn)場的成本太高等。隨著人類生活生產(chǎn)的進(jìn)步，遙操作作為一種能夠?qū)⒉僮鲉T和作業(yè)環(huán)境分離的操作控制模式，在諸多領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景[27，28]。目前，遙操作主要應(yīng)用在以下幾個(gè)領(lǐng)域。 (1) 工程領(lǐng)域中特殊環(huán)境下的作業(yè)。在高溫、強(qiáng)輻射及深水環(huán)境下，人工作業(yè)不僅不能有效保障作業(yè)人員的人身安全，而且無法適應(yīng)更高的操作難度。若使用遙操作機(jī)器人取代人進(jìn)行工程作業(yè)，則利于降低安全風(fēng)險(xiǎn)并提高作業(yè)效率。目前，使用遙操作方式控制的機(jī)器人已經(jīng)被用于核輻射源的移動(dòng)、替換和清理，海底勘探，石油開采，救撈作業(yè)，深水管道以及電纜的鋪設(shè)檢查和維護(hù)等情況。 (2) 航天領(lǐng)域中空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)、在軌服務(wù)等的控制。空間的微重力、高真空、低干擾環(huán)境為許多科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了良好的條件。然而空間站上的資源(包括人力、能源、知識、技能等)有限，無法充分利用空間站提供的良好條件。遙操作使科學(xué)實(shí)驗(yàn)的專家能夠在地面在線地控制實(shí)驗(yàn)，*大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)設(shè)備和資源的作用，用*小的風(fēng)險(xiǎn)獲得僅靠在軌人員或運(yùn)行程序難以得到的數(shù)據(jù)。這是遙科學(xué)*初提出的目標(biāo)，也是目前遙操作*主要的應(yīng)用領(lǐng)域。 (3) 深海探測。法國的EPAVLARD、美國的AUSS、俄羅斯的MT-88等水下機(jī)器人已用于海洋石油開采、海底勘探、救撈作業(yè)、管道和電纜的鋪設(shè)檢查與維護(hù)等。我國成功研制了1000m水下無纜自治機(jī)器人，又與俄羅斯強(qiáng)強(qiáng)合作，成功研制了CR-01 6000m水下無纜自治機(jī)器人，并實(shí)現(xiàn)了工程化。 (4) 醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的遠(yuǎn)程醫(yī)療。將遙操作應(yīng)用于醫(yī)療，可以服務(wù)于廣大的疾病患者，使他們可以在本地享受高水平的醫(yī)療服務(wù)。利用遙現(xiàn)和遙信技術(shù)對患者進(jìn)行遠(yuǎn)程會診的技術(shù)已經(jīng)成熟并投入使用，各種遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)相繼建立。通過這些系統(tǒng)可以將分布在世界各地的醫(yī)學(xué)專家組織起來，共同完成對一個(gè)或多個(gè)患者的診斷及治療。相比之下使用遙作技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)距離手術(shù)尚處于研究實(shí)驗(yàn)階段，但也取得了相當(dāng)大的進(jìn)展。2019年，得益于5G網(wǎng)絡(luò)，中國人民解放軍總醫(yī)院肝膽胰腫瘤外科醫(yī)生劉榮，遠(yuǎn)程操控50公里外的機(jī)器人，成功完成了小豬肝小葉的切除手術(shù)，手術(shù)全程持續(xù)大約1小時(shí)。該次手術(shù)是世界首例5G遠(yuǎn)程外科手術(shù)。有理由相信，遙醫(yī)技術(shù)被普遍應(yīng)用于患者病情的診斷及治療的時(shí)代已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。 (5) 軍事領(lǐng)域中無人武器的操縱。各種高技術(shù)武器對裝備駕駛員的要求越來越高，同時(shí)，駕駛員的生理承受極限會嚴(yán)重影響裝備的設(shè)計(jì)及其性能的發(fā)揮，且目前各國對戰(zhàn)爭中人員傷亡越來越重視，許多國家都傾向在戰(zhàn)斗中使用無人駕駛高性能武器。無人駕駛武器除了需要通過自主智能化技術(shù)提高武器裝備自主應(yīng)變的能力之外，更加依賴控制中心對其進(jìn)行遙控的能力。美國、以色列等國家在無人駕駛武器領(lǐng)域取得了相當(dāng)大的進(jìn)展，其研制的無人駕駛武器多次完成精確打擊、情報(bào)偵察等高難度任務(wù)。可以預(yù)見，各種遙操作相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用可以改變傳統(tǒng)軍事系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)概念，即傳統(tǒng)的C3I(即“指揮、控制、通信與偵察”)系統(tǒng)可能變成T3(即“遙現(xiàn)、遙作與遙信”)系統(tǒng)。 (6) 日常生活。隨著計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器人遙操作技術(shù)正成為研究的熱點(diǎn)。通過網(wǎng)絡(luò)遙操作技術(shù)可以執(zhí)行異地服務(wù)、遠(yuǎn)程教學(xué)、設(shè)備共享、異地危險(xiǎn)復(fù)雜環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)等任務(wù)，提高人類的生活質(zhì)量。 1.3 空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 遙操作裝置的誕生可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)以后的美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室(Argonne National Laboratory，ANL)，**臺伺服式遙操作工具如圖1.1所示，它是基于機(jī)械伺服原理開發(fā)的一款操作工具[29，30]。遙操作技術(shù)歷經(jīng)了機(jī)電伺服、遠(yuǎn)動(dòng)電子學(xué)、無線傳輸乃至網(wǎng)絡(luò)化等各個(gè)階段。至今，遙操作技術(shù)已成為發(fā)達(dá)國家在先進(jìn)遠(yuǎn)程化裝備中所普遍優(yōu)先采用的一項(xiàng)系統(tǒng)性關(guān)鍵技術(shù)。特別是隨著人類空間活動(dòng)的不斷發(fā)展和復(fù)雜空間應(yīng)用需求的日益擴(kuò)大，以空間機(jī)器人和空間有效載荷控制為目標(biāo)的遙操作技術(shù)愈加受到科技強(qiáng)國的重視。在過去的二十多年中，世界上航天強(qiáng)國圍繞在軌服務(wù)開展了大量卓有成效的研究，包括一系列地面實(shí)驗(yàn)、在軌實(shí)驗(yàn)和技術(shù)演示驗(yàn)證。目前，*成功的空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用是于1998年11月15日成功發(fā)射升空的ISS**組成部分——曙光號功能貨艙。ISS計(jì)劃建立了眾多遙科學(xué)/遙操作支持中心。ISS是人類歷史上第9個(gè)載人的空間站，也是有史以來*大的空間站。ISS在低地球軌道(low earth orbit，LEO)上運(yùn)行，主要用于微重力環(huán)境下的研究實(shí)驗(yàn)[31]，到2019年12月31日為止，已經(jīng)在軌運(yùn)行7700余天。ISS外觀(2018年10月4日)如圖1.2所示。 圖1.1 **臺伺服式遙操作工具 圖1.2 ISS外觀(2018年10月4日) 1.3.1 美國空間機(jī)器人遙操作應(yīng)用 早在20世紀(jì)70年代初，美國就提出了在空間飛行器中加強(qiáng)采用遙操作技術(shù)的思路。自80年代起，NASA利用在航天飛機(jī)上安裝的機(jī)器人及其艙內(nèi)供宇航員使用的遙操作系統(tǒng)[32]，在空間多次成功地進(jìn)行了軌道飛行器的組裝、維修、回收和釋放等操作，如1984年參與修復(fù)了瑪克希姆太陽觀測儀，1997年借助遙操作機(jī)器人成功修復(fù)了哈勃望遠(yuǎn)鏡(Hubble Space Telescope，HST)。目前，這種機(jī)(站)載機(jī)器人及其遙操作系統(tǒng)已成為ISS組裝階段的主要裝配工具。 NASA的報(bào)告指出，未來短時(shí)間內(nèi)將有一半的在軌和行星表面工作通過遙科學(xué)(遙操作)或遙操作機(jī)器人的方式來運(yùn)行。目前，NASA已陸續(xù)建立并改造完善了若干個(gè)遙科學(xué)中心和遙操作中心。 (1) 馬歇爾航天飛行中心(Marshall Space Flight Center，MSFC)的有效載荷操作與集成中心(Payload Operations Integration Center，POIC)。POIC主要用于開展微重力環(huán)境下的空間材料科學(xué)、生物技術(shù)研究和空間產(chǎn)品開發(fā)。 (2) 艾姆斯研究中心(Ames Research Center，ARC)的載荷操作部。該載荷操作部側(cè)重于開展微重力環(huán)境下的生物研究。 (3) 格倫研究中心(Glenn Research Center，GRC)的遙科學(xué)支持中心。該遙科學(xué)支持中心開展微重力環(huán)境下的流體和燃燒實(shí)驗(yàn)。 (4) 約翰遜航天中心(Johnson Space Center，JSC)的空間任務(wù)控制中心。目前*新的中心具有兩個(gè)空間任務(wù)操作控制室，允許在執(zhí)行實(shí)時(shí)任務(wù)的同時(shí)進(jìn)行訓(xùn)練，為后續(xù)任務(wù)做準(zhǔn)備。 (5) 噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(Jet Propulsion Laboratory，JPL)。JPL于1997年建立了漫游機(jī)器人的遙科學(xué)支持系統(tǒng)(web interface for telescience，WITS)[33]，有效地開展行星探索機(jī)器人的操作與控制，在火星探路者(Mars pathfinder，MPF)計(jì)劃中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。MPF三代如圖1.3所示。 圖1.3 MPF三代 1986年，美國開展飛行遙控機(jī)器人(flight telerobotic servicer，F(xiàn)TS)項(xiàng)目[34]，該項(xiàng)目是由美國*早開展的空間機(jī)器人項(xiàng)目，其主要目的是設(shè)計(jì)能夠在ISS執(zhí)行典型任務(wù)的空間遙機(jī)器人設(shè)備，給宇航員提供一個(gè)裝配ISS或維修衛(wèi)星的魯棒系統(tǒng)[35]。FTS由兩個(gè)完全相同的七自由度機(jī)械臂和一個(gè)五自由度的定位臂組成，其中兩個(gè)七自由度機(jī)械臂用于執(zhí)行空間抓捕、安裝等任務(wù)，而五自由度機(jī)械臂用于將FTS系統(tǒng)固定于空間某個(gè)位置(如固定于ISS的特定部位)[36]。美國FTS系統(tǒng)如圖1.4所示。由于20世紀(jì)80年代末自由號ISS項(xiàng)目資金的減少，F(xiàn)TS項(xiàng)目也于1991年9月停止。 Ranger計(jì)劃(Ranger telerobotics program)[37，38]是由美國NASA資助，馬里蘭大學(xué)空間系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(Space Systems Laboratory，SSL)提出并研制的靈巧空間機(jī)器人服務(wù)系統(tǒng)。在SSL 20多年來對哈勃太空望遠(yuǎn)鏡機(jī)器人服務(wù)的實(shí)驗(yàn)和理論研究基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)Ranger，主要是為了滿足HST機(jī)器人服務(wù)的要求。為了在地面對Ranger的服務(wù)功能進(jìn)行測試，馬里

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