I ricercatori dell'Università di Shanghai hanno sviluppato un nuovo metodo per ottenere la sintesi del tipo di meccanismi paralleli sottoazionati non olonomi. Il loro metodo, presentato in un articolo pubblicato in Acta Astronautica , potrebbe aiutare lo sviluppo di robot spaziali per operazioni di manutenzione in orbita.

Ogni anno, circa 100 satelliti vengono lanciati nello spazio per monitorare l'attività sulla Terra e abilitare servizi come comunicazioni o sistemi GPS. Il termine "manutenzione in orbita" si riferisce a una serie di operazioni volte a mantenere i sistemi spaziali in orbita, che può comportare riparazioni, assemblea, rifornimento e potenziamento dei veicoli spaziali dopo il loro dispiegamento.

In futuro, i robot spaziali potrebbero aiutare a completare le missioni di manutenzione in orbita in modo rapido ed efficace, senza bisogno di assistenza umana. La robotica parallela non olonomica è un approccio particolarmente promettente nella robotica spaziale, basati su specifici principi meccanici e fisici.

In fisica e matematica, un sistema non olonomo è un sistema il cui stato dipende dal percorso intrapreso per raggiungerlo. Nella robotica, i sistemi non olonomi hanno acquisito particolare rilevanza nel contesto della pianificazione del movimento e della linearizzazione del feedback per robot mobili.

"Il meccanismo parallelo non olonomo sotto attuato è una nuova direzione della robotica spaziale parallela, con piccolo volume, peso leggero, basso costo, basso consumo energetico, ed elevata flessibilità, " hanno scritto i ricercatori nel loro articolo.

Una questione chiave nello sviluppo di meccanismi paralleli è la sintesi dei tipi, che implica trovare tutti i possibili tipi di meccanismi paralleli che generano un movimento della piattaforma mobile con un grado di libertà (DOF) o modello di movimento specificato. Gli approcci sistematici alla sintesi tipo di meccanismi paralleli possono essere classificati in due gruppi principali:approcci con un numero specificato di DOF e quelli con uno schema di movimento specificato.

"I metodi esistenti sulla sintesi dei tipi non potrebbero generare meccanismi paralleli non olonomi sottoattivati ​​con l'introduzione delle coppie sferiche non olonome in meccanismi paralleli, " hanno spiegato i ricercatori. "Questo documento è dedicato alla sintesi del tipo di meccanismi paralleli sottoazionati con modello di movimento sferico accompagnato dalla generazione delle coppie sferiche non olonome in meccanismi paralleli con modello di movimento sferico".

Nel loro studio, i ricercatori hanno proposto un nuovo metodo di contatto con sfera a rulli, nonché un metodo di generazione di coppie sferiche non olonome in meccanismi paralleli sottoazionati con pattern di movimento sferico. Il meccanismo di vincolo sferico non olonomico sviluppato semplifica la struttura spaziale e migliora l'accuratezza della struttura di vincolo sferico non olonomico.

I ricercatori hanno dimostrato come il loro metodo potrebbe essere applicato in scenari di vita reale, usando l'esempio di un meccanismo di articolazione sottoazionato non olonomico di un robot spaziale per operazioni di manutenzione in orbita. In futuro, questa tecnica potrebbe essere utilizzata per sviluppare leggerezza, robot spaziali flessibili ed economici con un consumo energetico inferiore.

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