國之重器出版工程 空間機器人總論

本書是基於作者們多年來從事航天工程技術研發的經驗總結，全書共6章，首先介紹了空間探索歷程及其所包含的空間任務種類與關鍵技術，闡述了空間機器人在空間探索任務中所扮演的重要角色，進而總結梳理了典型空間機器人系統及其發展現狀，在此基礎上對空間機器人的設計、規劃與控制技術、測試等相關知識進行了簡要介紹，最後結合現有研究趨勢和未來空間活動需求對空間機器人的應用前景作了相關展望。

本書即可作為高等院校相關專業高年級本科生以及研究生的教材，也可作為從事空間機器人技術研究及應用的研發人員及工程技術人員的參考書。

陳鋼，工學博士，北京郵電大學自動化學院副教授。
現任空間機器人技術教育部重點實驗室副主任,自動化學院機電教研中心副主任。
長期從事空間機械臂規劃與控制研究工作，主要承擔我國空間站機械臂、嫦娥5號機械臂等重大專項空間機械臂規劃與控制等關鍵技術攻關工作。
近年來，先後主持國家自然科學基金課題，教育部博士點基金項目，載人航天預研項目以及航天院所委託項目等30多項。
以第一或通訊作者發表在國內外重要刊物和學術會議上發表論文60餘篇,其中SCI檢索20餘篇；獲國家發明專利20餘項；獲中國機械工業科技獎一等獎1項。

第1章空間探索任務概述
1．1空間探索發展歷程
1．1．1在軌服務發展歷程
1．1．2深空探測發展歷程
1．2在軌服務任務種類及架構
1．2．1在軌裝配
1．2．2在軌維護
1．2．3其他服務任務
1．2．4在軌服務任務典型案例
1．3深空探測任務種類及架構
1．4小結
1．3．1樣本採集
1．3．2星球基地建設
1．3．3深空探測任務典型案例
參考文獻

第2章空間機器人概述
2．1空間機器人概念及構成
2．2典型空間機器人系統
2．2．1美國典型空間機器人系統
2．2．2加拿大典型空間機器人系統
2．2．3歐洲典型空間機器人系統
2．2．4日本典型空間機器人系統
2．2．5中國典型空間機器人系統
2．2．6空間機器人基本參數及功能總結
2．3空間機器人分類
2．3．1按應用場合分類
2．3．2按機械臂數量分類
2．3．3按自由度數分類
2．4空間機器人應用特點分析
2．4． 1空間機器人應用任務特點分析
2．4．2空間機器人應用環境特點分析
2．4．3空間機器人自身特性分析
2．5小結
參考文獻

第3章空間機器人設計
3．1空間機器人總體設計
3．1．1空間機器人構型設計
3．1．2空間機器人材料與工藝選用設計
3．1．3其他設計
3．2空間機器人關鍵部組件設計
3．2．1關節設計
3．2．2臂桿設計
3．2．3末端執行器設計
3．3空間機器人控制系統設計
3．3．1控制系統架構
3．3．2控制系統硬件體系結構
3．3．3控制系統軟件體系結構
3．4小結
參考文獻

第4章空間機器人規劃與控制技術
4．1空間機器人模型構建
4．1．1空間機器人運動學建模
4．1．2空間機器人動力學建模
4．1．3空間機器人參數標定
4．2空間機器人規劃
4．2 ．1空間機器人任務規劃
4．2．2空間機器人路徑規劃
4．2．3空間機器人軌跡優化
4．3空間機器人控制
4．3．1空間機器人基本控制方法
4．3．2．空間機器人典型控制技術
4．4空間機器人感知與交互
4．4．1空間機器人環境感知
4．4．2空間機器人人機交互
4．5空間機器人容錯控制
4．5．1空間機器人容錯性能評估
4 ．5．2空間機器人容錯控制方法
4．6小結
參考文獻

第5章空間機器人測試與評估
5．1空間機器人技術地面驗證系統
5．1．1平面氣浮實驗系統
5．1．2水浮實驗系統
5．1．3微重力模擬實驗系統
5．1．4吊絲配重實驗系統
5．1．5硬件在環混合實驗系統
5．1．6地面驗證系統總結
5．2空間機器人系統功能/性能測試
5．2．1基座行進能力測試
5．2．2關節性能測試
5．2．3臂桿性能測試
5．2．4末端執行器性能測試
5．2．5系統運動性能測試
5． 3空間機器人環境適應性測試
5．3．1空間環境適應性測試
5．3．2力學環境適應性測試
5．3．3熱環境適應性測試
5．4小結
參考文獻

第6章空間機器人未來展望
6．1空間機器人對人類社會的影響
6．2空間機器人應用挑戰
6．2．1空間機器人應用環境適應性
6．2．2空間機器人多任務適應性
6．2．3空間機器人高可靠服役
6 ．3空間機器人發展趨勢
6．3．1智能化空間機器人
6．3．2模塊化空間機器人
6．3．3空間多機器人系統
6．3．4軟體空間機器人
6．3．5共融空間機器人
6．4空間機器人技術未來研究熱點
6．4．1多信息融合感知技術
6．4．2智能規劃與決策技術
6．4．3人機交互技術
6．5小結
參考文獻