NASA开展微重力环境下“壁虎爪”开合试验

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2021/06/21 23:21:42
NASA开展微重力环境下“壁虎爪”开合试验


2014-12-31



国外国防科技文献资料快报[本站2014年12月29日综合报道]  NASA喷气推进实验室开发了一种名为“壁虎爪”的工具,在微重力环境下利用切换粘合剂抓取非合作对象。8月,“壁虎爪”作为微重力飞行试验的一部分,借助NASA太空技术任务管理部的飞行机会项目,进行了微重力环境试验。
工作原理
该工具的原型是斯坦福大学几年前展示的“跳跃蜥蜴”(Stickybot)。壁虎爪子上有由微毛组成的“支系统”,能够神奇地运用分子间作用力(范德华力)粘附到物体表面。该套抓取工具的仿生微毛结构被称作stalks(肉柄)。stalk结构等同于小吸盘,被施力时,密合性被激活;释放时,粘性消失。
试验情况
“壁虎爪”已经过若干次迭代设计、原型制造与试验。喷气推进实验室已经利用30多种航天器表面对壁虎爪进行测试,并成功进行真空测试。壁虎爪已经过3万次开合试验,仍具有强大粘性。此后,研究人员们设计了多款原型机。研究人员利用多套对称式气压垫,对缩比设计进行了验证。在平板上进行的滚动试验中,“壁虎爪”抓取了重量为33千克的典型碎片,试验的相对平移速率为0-2米/秒,相对旋转速度为0-75度/秒。在气浮板上亦进行了类似试验,即采用“壁虎爪”工具从浮动基座上以不同的相对平移速度和旋转速度抓取并控制了重363千克(800磅)的浮动目标。
尽管地面试验对研究有所帮助,但在地面上只能在自由度子集中(例如在x-y平面内)模拟零重力环境。重力使试验环境变得更为复杂,必须采用额外的支持结构进行补偿。在抛物飞机的飞行环境中则可进行全部6个自由度的零重力试验。研究人员曾借助NASA的C-9B飞机(抛物线飞行),对这套系统在失重条件下的表现进行了测试。在近期测试中,壁虎爪能抓取9千克(20磅)的漂浮立方体,还能抓取身着航天材料制成的背心的113千克(250磅)重的研究人员。
应用前景
研究人员期望将壁虎爪安装在机器人手臂或腿上。“壁虎爪”利用这种粘合剂几乎可以抓捕任何表面的对象,在抓取过程中,能极大减少对其他系统(例如感知,GN&C,控制)的需要。作为DARPA“凤凰”项目的一部分,“壁虎爪”有望用于航天器在轨组装和卫星零部件再利用。(中国航天系统科学与工程研究院 许红英 贾平 )






http://www.dsti.net/Information/News/92214NASA开展微重力环境下“壁虎爪”开合试验


2014-12-31



国外国防科技文献资料快报[本站2014年12月29日综合报道]  NASA喷气推进实验室开发了一种名为“壁虎爪”的工具,在微重力环境下利用切换粘合剂抓取非合作对象。8月,“壁虎爪”作为微重力飞行试验的一部分,借助NASA太空技术任务管理部的飞行机会项目,进行了微重力环境试验。
工作原理
该工具的原型是斯坦福大学几年前展示的“跳跃蜥蜴”(Stickybot)。壁虎爪子上有由微毛组成的“支系统”,能够神奇地运用分子间作用力(范德华力)粘附到物体表面。该套抓取工具的仿生微毛结构被称作stalks(肉柄)。stalk结构等同于小吸盘,被施力时,密合性被激活;释放时,粘性消失。
试验情况
“壁虎爪”已经过若干次迭代设计、原型制造与试验。喷气推进实验室已经利用30多种航天器表面对壁虎爪进行测试,并成功进行真空测试。壁虎爪已经过3万次开合试验,仍具有强大粘性。此后,研究人员们设计了多款原型机。研究人员利用多套对称式气压垫,对缩比设计进行了验证。在平板上进行的滚动试验中,“壁虎爪”抓取了重量为33千克的典型碎片,试验的相对平移速率为0-2米/秒,相对旋转速度为0-75度/秒。在气浮板上亦进行了类似试验,即采用“壁虎爪”工具从浮动基座上以不同的相对平移速度和旋转速度抓取并控制了重363千克(800磅)的浮动目标。
尽管地面试验对研究有所帮助,但在地面上只能在自由度子集中(例如在x-y平面内)模拟零重力环境。重力使试验环境变得更为复杂,必须采用额外的支持结构进行补偿。在抛物飞机的飞行环境中则可进行全部6个自由度的零重力试验。研究人员曾借助NASA的C-9B飞机(抛物线飞行),对这套系统在失重条件下的表现进行了测试。在近期测试中,壁虎爪能抓取9千克(20磅)的漂浮立方体,还能抓取身着航天材料制成的背心的113千克(250磅)重的研究人员。
应用前景
研究人员期望将壁虎爪安装在机器人手臂或腿上。“壁虎爪”利用这种粘合剂几乎可以抓捕任何表面的对象,在抓取过程中,能极大减少对其他系统(例如感知,GN&C,控制)的需要。作为DARPA“凤凰”项目的一部分,“壁虎爪”有望用于航天器在轨组装和卫星零部件再利用。(中国航天系统科学与工程研究院 许红英 贾平 )






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