空间机器人

空间机器人为太空探索而生制造空间机器人的原因•为人类进入太空打前站；•太空或其他星球的环境不适宜人类直接生存。•制造机器人的一个目的：到极限环境里代替人类劳动或到人类无法到达的环境开展信息搜集工作。空间机器人的几种类型•一、火星探测机器人•二、月球探测车或登月车•三、航天飞机或空间站在轨服务机器人一、火星探测机器人•2005年机遇号、勇气号•2008年凤凰号火星探测器•2012好奇号火星探测机器人•2010年09月美国测试新一代行星探测车•2013年美宇航局将送机器蛇上火星完成更精细探测•2012年欧洲火星快车轨道器•火星探险机器人2013年09于新疆征集组装大赛参与者2005年机遇号、勇气号•“勇气”号：2005年11月20日，“机遇”号：2005年12月12日凤凰号火星探测器美国凤凰号火星探测器于美国东部时间2008年5月25日19时53分(北京时间2008年5月26日7时53分)，在火星北极成功着陆。凤凰号着陆器减速伞打开模拟图凤凰号利用火箭推进器进行软着陆模拟图好奇号火星探测机器人•好奇号火星探测机器人的组成•好奇号火星探测机器人的发射•好奇号火星探测机器人的任务•好奇好的上一代和下一代好奇号火星探测机器人的组成•2012年8月6日升空，是美国宇航局研制的迄今最为先进的火星车，近1吨重，大小与一辆MiniCooper接近，采用核电池作为动力。•有6条腿，1条胳膊，利用金属轮移动。它装有大量摄影机和照相机、长手臂能够抓握各种工具（铲子、钻头、显微镜、分析仪）。•不靠太阳能供电，采用核能发电，即利用放射性钚衰变产生的热量发电，可以持续产生110瓦电力。好奇号火星探测机器人的发射好奇号火星探测机器人的任务•火星上是否有水？•火星上土壤和岩石的成分？•火星是否曾经有人居住？•人类可否移民火星？好奇号的上一代和下一代•好奇号的上一代：机遇号和勇气号。•好奇号的下一代：新型火星探测器由太阳能驱动，重771公斤，装备照相机和可钻“地”一米的钻孔器械。•2013年NASA正在智利阿塔卡马沙漠对其原型机进行测试，见下页图。2010年美国测试新一代行星探测车2013年美宇航局将送机器蛇上火星完成更精细探测2012年欧洲火星快车轨道器•欧洲火星快车轨道器上的雷达探测到这颗红色行星表面以下的沉积物，强烈显示数十亿年前形成的洋底。火星探险机器人国内首发征集组装大赛参与者二、月球探测机器人•2008沪版登月车•2008哈工大8轮月球车•2008湖南大学四轮三轴月球车•2008年美国宇航局测试最新月球车•2010年Google月球X计划登月机器人设计奖3000万美元•月球移民-2013年08月探测月球的类人猿机器人•月球开矿-2011年美多家私营公司计划赴月球开采矿产资源2008沪版登月车2007年7月5日，观众在参观国家“十一五”重大专项之一的“月面巡视探测器”2008哈工大月球车•2008年我国首辆8轮月球车在哈工大问世•该新型8轮月球车车体部分包括两片能够重复展开和定位的太阳能帆板以及相机桅杆，还有定向天线、全向天线、前后避障相机、电源系统和主控系统。2008湖南大学四轮三轴月球车•2008年4月27日，北京国际车展上，设立了一个特殊的展台，湖南大学首次向公众展示了该校自主研制的四轮三轴月球车。•据介绍，这款四轮月球车不仅具有六轮系统的基本行驶性能，并在转向、爬坡、越障方面性能更优越。2008年美国宇航局测试最新月球车•2008年6月，美国宇航局在华盛顿摩塞斯莱克(MosesLake)沙漠地区对最新月球车“战车”(Chariot)进行测试。•为了尽快重返月球，美国宇航局推出了首辆月球车样品，名为“战车”(Chariot)。“战车”有12个轮子，由2个电动马达驱动，可两级变速。其中超猛的“推土机”模式的月球车能提供4000磅推力；而“巡洋舰”模式的月球车能以24公里/小时的速度巡游。模块化的设计意味着钢合金结构可混合承载多名乘员或是大量负重，当然还有必不可少的小型密封驾驶室及采样仪。2010年Google月球X计划登月机器人设计奖3000万美元•“月球X”计划登月机器人设计大赛经过两年的准备进入最后阶段，Google为此赛事投入约3000万美元作为奖金，该比赛目的在于鼓励个人和公司展开月球探索项目。美国毛毛虫登月机器人英属马恩岛与NASA联合研制的机器人英国“路标”机器人意大利“蜘蛛”机器人月球移民-2013年08月探测月球的类人猿机器人•2013年德国人工智能研究中心和不来梅大学联合开发的iStruct人形和类人猿机器人•复杂的下肢系统具有43点压力传感器阵列•体现了驱动式多点接触脚的优势，使用一套传感器监测脚和踝关节的精确运动•这一机器人的灵感来源于生理学，是一种先进的平衡和运动系统。该机器人可以平稳地前进、后退、侧行和斜行iStruct人形和类人猿机器人机器人踝关节装制和带有传感器的脚机器人仿生小腿设计具有人造脊椎和带有传感器的脚的类人猿机器人侧视图脊柱内嵌入了电子设备，整体结构其实是一个六轴扭矩传感器研发过程中的机器人脊柱的CAD草图月球开矿-2011年美多家私营公司计划赴月球开采矿产资源•自人类最近一次登上月球至今已经有38年了，不过最近重返月球又成为了热门话题。目前，美国几家私营公司正在积极规划去月球上采矿。月球上含有丰富的矿产资源，其中极为稀缺的氦-3更是他们争夺的目标，因为该矿产可能在地球上引发能源产业的重大变革。美国“宇宙机器人”技术公司（AstroboticTechnology）早已将目光瞄准月球，并计划在不久的将来发送勘探和挖掘机器人在月球表面采矿。美国“宇宙机器人”技术公司研发的着落器，有望在不久的将来登上月球三、航天飞机或空间站在轨服务机器人•这是空间机器人的一大类应用领域机器宇航员2011-02，随着发现号航天飞机一起进入国际空间站的第一个进入太空的人形机器人，有望成为国际空间站的永久居民。这是发现好的最后一次飞行。这种机器人拥有强有力的机械手臂，在地球重力下它每次可以举起9公斤的重物，其手指极其灵活，能像人类宇航员那样操作机器。因此，机器宇航员2号可以在太空环境下对人类宇航员进行工作辅助。日本发射无人飞船机器人宇航员升空•2013年8月4日4时48分(北京时间3时48分)日本宇宙航空研究开发机构和三菱重工业公司在鹿儿岛县种子岛宇宙中心用H2B火箭发射“鹳”号无人货运飞船。•这是第四艘“鹳”号无人货运飞船，搭载有约5.4吨物资，其中有能够用日语会话的小型人型机器人宇航员“KIROBO”。•机器人宇航员身高34厘米，重约一公斤，可以与人进行交流并且具有肢体语言。宇航员首次太空遥控地面机器人2013年7月国际空间站一名宇航员遥控美国宇航局K10漫游车在地球上进行地面测量。这辆漫游车由加利福尼亚州埃姆斯研究中心研发。宇航员卡西迪从国际空间站表面遥控机器人工作区遥控这辆漫游车卡西迪用表面遥控机器人技术驾驶这辆漫游车在地球上运作，然后通过精巧控制，让漫游车部署模拟天线。这次示范的目的是探索遥远距离上的通信延迟是如何影响一名宇航员操纵机器人能力的。K10漫游车用它的摄像机和机载激光系统进行一项表面研究。这样一个机器人将来可用于在遥远的月球一侧部署一部射电望远镜。瑞士打造机器人清理37万件乱飞轨道垃圾•环绕地球的太空垃圾数量以及到达了一个临界点，轨道碎片已经成为一个日益严重的问题。•据国外媒体报道，瑞士科学家将研制一种太空垃圾清理机器人，可以在五年的时间内对太空垃圾进行清理。•瑞士研制的机器人通过多级发射系统进入轨道，整套装置放置在空中客车A300飞机的顶部，在飞机的巡航高度释放飞船并启动火箭动力，抵达80公里的亚轨道再发射出机器人，抵达700公里高度的轨道，这一发射方式有助于降低发射成本。“太空清理者1号”由多级平台发射进入轨道，高度可达700公里，可清理轨道上的垃圾美国在2010年开始试飞空天飞机X—37B•美国空军在2010年4月22日首次试飞X—37B轨道试验飞行器(空天飞机X—37的早期发展和测试项目)。•X—37B在轨道上的时候，就像大多数卫星一样，操作人员在地面监控和发出指令。当它收到返回地球的命令后，X—37B将自动进入大气层，降落到指定跑道。地面没有任何人操纵它的降落。•X—37B空天飞机长约8.2米，翼展4.6米，尺寸约为航天飞机的1/4。从外形设计上看，跟美国传统的航天飞机比较像，但它采用了一种双垂直尾翼的设计，这又与美国现役的一些重型的战斗机相似。美国空军的X-37B空天飞机原型机被称之为“轨道试验飞行器1号”波音公司为美国空军研制的X37B军用空天飞机X—37B空天飞机具有多重功能•空天飞机中安装有涡轮喷气发动机、冲压发动机和火箭发动机。涡轮喷气发动机可以使空天飞机水平起飞，当时速超过2400公里时，就使用冲压发动机，使空天飞机在离地面6万米的大气层内以3万公里的时速飞行；如果再用火箭发动机加速，空天飞机就会冲出大气层，像航天飞机一样，直接进入轨道。返回大气层后，它又能像普通飞机一样在机场着陆，成为自由往返天地间的输送工具。•优越性：首先是飞行速度快，是现代高技术作战飞机飞行速度的6—12倍；其次是重复使用率高，除消耗推进剂外不抛弃任何部件，且可维修性强，复飞间隔短，数天甚至数小时后就可再次起飞；三是发射费用低，空天飞机每次的发射费用仅是航天飞机或一次性使用火箭的几十分之一；四是机动能力强，空天飞机能将航天器送上任何轨道，并可以向任何方向发射，发射时亦不受轨道要求的限制；五是功能齐全，兼有运载火箭、货运飞船、载人飞船甚至小型空间站的许多功能，它能释放和回收卫星，并能对损坏的卫星进行及时的维护和修理。X—37B空天飞机的军事价值•一是空天飞机可作为侦察监视与预警平台•空天飞机还可作为空间武器发射平台•从普通机场起飞，可在一至两个小时之内快速达到全球任何地方，对全球范围发生的地区冲突迅速作出反应•第四，可用于反卫星或在轨服务•第五，可作为战时空间预备指挥所另一类空间机器人：大型空间机械臂