【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及基于空間在軌操作與在軌組裝技術(shù)，具體為一種用于空間桁架在軌組裝的輪式機(jī)器人及其控制方法。

背景技術(shù)：

按照是否有人直接參與在軌組裝，可以將其大體分為“有人在軌組裝”和“無人在軌組裝”兩種類型。

(1)有人在軌組裝的現(xiàn)有技術(shù)

有人在軌組裝即通過宇航員對(duì)一系列大型空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行手動(dòng)裝配。美國在這方面具有先導(dǎo)性的經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行了一系列探索。1973年，美國成功對(duì)天空實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了在軌模塊的更換和維護(hù)等在軌操作，首次成功驗(yàn)證在軌組裝的可行性。1990年4月哈勃空間望遠(yuǎn)鏡搭載“發(fā)現(xiàn)號(hào)”航天飛機(jī)發(fā)射升空，此后nasa和esa前后對(duì)其進(jìn)行了共計(jì)5次大規(guī)模的在軌維護(hù)工作，航天員在艙外為其更換、添加模塊，有效延長了哈勃望遠(yuǎn)鏡的使用壽命。

有人在軌組裝技術(shù)通過上面的應(yīng)用已經(jīng)被證明是一種在軌裝配空間桁架機(jī)構(gòu)的有效方法，由于有人的直接參與，所以任務(wù)體現(xiàn)出了很高的靈活性與智能性，能夠?qū)?shí)際操作中出現(xiàn)但事先未進(jìn)行考慮的問題進(jìn)行很好的解決。但是隨之而來，這種方法的局限性也就暴露了出來：首先，面對(duì)復(fù)雜的空間環(huán)境，航天員在艙外的操作活動(dòng)會(huì)對(duì)其安全構(gòu)成極大的威脅，而且在這種情況下，航天員很難承受較重的工作負(fù)荷，所以這種方法面對(duì)龐大復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)時(shí)，也面臨著操作的不可實(shí)施性；此外，從成本方面考慮，航天員直接參與到在軌組裝中，會(huì)極大提高在軌組裝的成本。從上面幾個(gè)方面來考慮，有人在軌組裝需要找到更有效，更安全的替代方法。

(2)無人在軌組裝現(xiàn)有技術(shù)

無人在軌組裝是指借助空間機(jī)器人、機(jī)械臂等裝置通過地面遙控或者自主操作進(jìn)行的在軌組裝。早在上世紀(jì)90年代，美國開始重點(diǎn)著手于自主性較高的空間在軌組裝試驗(yàn)的研究，例如nasa的langley研究中心開始研制空間組裝的遙操作系統(tǒng)，并成功搭建了圖1中的空間結(jié)構(gòu)。而這些試驗(yàn)中，“軌道快車(orbitalexpress)”計(jì)劃具有較強(qiáng)的代表性。它于1999年11月提出，主要由目標(biāo)衛(wèi)星nextsat與服務(wù)衛(wèi)星astro兩顆衛(wèi)星共同組成。其中，服務(wù)星安裝有機(jī)械臂等進(jìn)行空間組裝、在軌服務(wù)的部分，而目標(biāo)星則是對(duì)失效衛(wèi)星進(jìn)行模擬。此試驗(yàn)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)星的捕獲與對(duì)接、模塊替換等操作。除了上面提到的空間操控機(jī)器人之外，還有很多研究機(jī)構(gòu)開始進(jìn)行自主機(jī)器人的研究。例如cmu的skyworker，可以進(jìn)行大范圍高載荷的空間操作；nasa的約翰遜航天中心也開發(fā)了一種人形的空間機(jī)器人robonaut，目的是為了模擬宇航員進(jìn)行操作；nasa的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的lemur是一種小型六足機(jī)器人，基于其體積小的優(yōu)點(diǎn)，可以進(jìn)行狹小區(qū)域的精密裝配與日常檢查、維護(hù)的任務(wù)。f.nigl和s.li等人開發(fā)了一種可以三維巡游的桁架搭建機(jī)器人，它能到達(dá)桁架任意位置拆卸和安裝桿件，并設(shè)計(jì)了獨(dú)特的桿件和接頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有在軌組裝成本高、自主性低等問題，提供一種用于空間桁架在軌組裝的輪式機(jī)器人及其控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種用于空間桁架在軌組裝的輪式機(jī)器人，包括電源模塊、控制器、執(zhí)行器及傳感器；

電源模塊，將12v鋰電池的電壓轉(zhuǎn)化為各個(gè)模塊所需要的5v、3.3v以及15v電壓；

單片機(jī)，通過傳感器返回的信號(hào)進(jìn)行工況的判斷，并發(fā)送信號(hào)給執(zhí)行器，使得執(zhí)行器能夠輸出期望的運(yùn)動(dòng)；

傳感器，包括攝像頭以及紅外傳感器，用于檢測和測量外界信息，并將信息返回給單片機(jī)進(jìn)行處理，讓單片機(jī)知道現(xiàn)在所處的環(huán)境而給出相應(yīng)的指令；

執(zhí)行器包括前輪部分和后輪部分，以及連接前輪部分和后輪部分的轉(zhuǎn)向變形機(jī)構(gòu)；前輪部分包括兩組用于控制前輪夾持或離開桁架的前輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)，后輪部分包括至少兩組用于控制后輪夾持或離開桁架的后輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)；前輪部分和后輪部分能夠在轉(zhuǎn)向變形機(jī)構(gòu)的控制下變形為夾持桁架運(yùn)行的移動(dòng)機(jī)器人或在地面行駛的四輪車。

本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)在于：

前輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第一舵機(jī)、第二舵機(jī)、第一電機(jī)以及第二電機(jī)；第一舵機(jī)和第二舵機(jī)安裝于前安裝架兩側(cè)，第一舵機(jī)和第一電機(jī)通過第一舵盤相連，第一舵機(jī)通過第一舵盤帶動(dòng)第一電機(jī)移動(dòng)；第一電機(jī)的輸出端連接一個(gè)前輪；第二舵機(jī)和第二電機(jī)通過第二舵盤相連，第二舵機(jī)通過第二舵盤帶動(dòng)第二電機(jī)移動(dòng)；第二電機(jī)的輸出端連接另一個(gè)前輪。

后輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括第三舵機(jī)、第四舵機(jī)、第三電機(jī)以及第四電機(jī)；第三舵機(jī)和第四舵機(jī)安裝于后安裝架兩側(cè)，第三舵機(jī)和第三電機(jī)通過第三舵盤相連，第三舵機(jī)通過第三舵盤帶動(dòng)第三電機(jī)移動(dòng)；第三電機(jī)的輸出端連接一個(gè)后輪；第四舵機(jī)和第四電機(jī)通過第四舵盤相連，第四舵機(jī)通過第四舵盤帶動(dòng)第四電機(jī)移動(dòng)；第四電機(jī)的輸出端連接另一個(gè)后輪。

第五舵機(jī)、第六舵機(jī)以及第七舵機(jī)；第五舵機(jī)與前安裝架通過第一舵機(jī)支架及若干連桿相連；第五舵機(jī)與第六舵機(jī)通過若干連桿、第二舵機(jī)支架及第三舵機(jī)支架相連，第六舵機(jī)與第七舵機(jī)通過第五舵盤和第四舵機(jī)支架相連；第七舵機(jī)與后安裝架通過舵機(jī)搖臂、若干連桿、第五舵機(jī)支架及第六舵機(jī)支架相連。

前安裝架、后安裝架以及第六舵機(jī)的底部均設(shè)置有起導(dǎo)向作用的導(dǎo)向塊，機(jī)器人在桁架上運(yùn)動(dòng)時(shí)，三個(gè)導(dǎo)向塊均套設(shè)于桁架上。

連桿采用4cm、5cm或8cm的銅柱。

一種用于空間桁架在軌組裝的輪式機(jī)器人的控制方法：

直線移動(dòng)時(shí)：

控制器控制第一舵機(jī)、第二舵機(jī)、第三舵機(jī)和第四舵機(jī)分別執(zhí)行夾緊的動(dòng)作，使機(jī)器人的兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪分別加緊桁架，并在桁架上的姿態(tài)保持不變，然后通過控制第一電機(jī)、第二電機(jī)、第三電機(jī)和第四電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)兩個(gè)前輪和兩個(gè)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而控制機(jī)器人在桁架上的前后移動(dòng)；

轉(zhuǎn)彎時(shí)：

首先第三舵機(jī)和第四舵機(jī)松開，然后使用第七舵機(jī)將前部向上抬起90°，然后使用第一電機(jī)和第二電機(jī)推動(dòng)機(jī)器人繼續(xù)向前移動(dòng)，移動(dòng)到轉(zhuǎn)彎標(biāo)志位以后，紅外模塊將這個(gè)信號(hào)檢測到并傳遞給控制器，控制器控制機(jī)器人進(jìn)行轉(zhuǎn)彎動(dòng)作；轉(zhuǎn)彎動(dòng)作的執(zhí)行過程為在標(biāo)志位控制第一電機(jī)和第二電機(jī)停止運(yùn)行，機(jī)器人停在固定位置，然后第六舵機(jī)帶動(dòng)前部沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°，接著第七舵機(jī)將前部向下轉(zhuǎn)動(dòng)90°，然后使用第三舵機(jī)和第四舵機(jī)將前部夾緊在桁架上，再松開第一舵機(jī)和第二舵機(jī)，然后第四舵機(jī)向上將后部抬升90°，然后第六舵機(jī)向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°，接著使用第三電機(jī)和第四電機(jī)帶動(dòng)機(jī)器人向前移動(dòng)直到下一個(gè)標(biāo)志位，然后控制第五舵機(jī)將后部向下轉(zhuǎn)動(dòng)90°，接著將第一舵機(jī)和第二舵機(jī)夾緊；

拆卸桁架時(shí)：

機(jī)器人移動(dòng)到拆卸桁架的標(biāo)志點(diǎn)，將第三舵機(jī)和第四舵機(jī)松開并使用第七舵機(jī)將前部抬升90°，然后用第一電機(jī)和第二電機(jī)推動(dòng)機(jī)器人向前移動(dòng)，直到機(jī)器人移動(dòng)到桁架拆卸的位置，接著使用第三舵機(jī)和第四舵機(jī)將桁架夾緊，并使用第三電機(jī)和第四電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)抬升桁架要拆卸的桿件，完成桁架的拆卸；

安裝桁架時(shí)：

機(jī)器人夾持要安裝的桿件移動(dòng)至安裝位置，停止第一電機(jī)和第二電機(jī)的運(yùn)行，運(yùn)行第三電機(jī)和第四電機(jī)將桁架進(jìn)行插入安裝位置，將第三舵機(jī)和第四舵機(jī)松開，然后通過按照相反順序執(zhí)行抬頭動(dòng)作；

變形地面車時(shí)：

第七舵機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)180°，然后第一舵機(jī)、第二舵機(jī)以及第三舵機(jī)、第四舵機(jī)分別向外側(cè)旋轉(zhuǎn)10°，使得機(jī)器人即變形為地面四輪車；通過wifi模塊將機(jī)器人攝像頭拍到的圖像發(fā)送給手機(jī)端app，通過app查看機(jī)器人所看到的實(shí)時(shí)圖像，并通過客戶端發(fā)送“前”、“后”、“順時(shí)針旋轉(zhuǎn)”或“逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)”的指令傳輸?shù)綑C(jī)器人來控制四輪車的運(yùn)動(dòng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在空間桁架上的移動(dòng)與桿件的安裝和拆卸，通過對(duì)機(jī)器人動(dòng)作的不同組合，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在空間桁架上的移動(dòng)以及對(duì)桁架的安裝與拆卸等功能。由于機(jī)器人的原理較為簡單，成本低廉，結(jié)構(gòu)緊湊，適用于未來空間中微小衛(wèi)星等載荷較小的空間機(jī)構(gòu)。

【附圖說明】

圖1是遙操作機(jī)器人空間裝配桁架結(jié)構(gòu)裝配系統(tǒng)；

圖2是本發(fā)明機(jī)器人系統(tǒng)硬件框圖；

圖3是本發(fā)明機(jī)器人整體模型圖；

圖4是本發(fā)明機(jī)器人前部抬起的示意圖；

圖5是本發(fā)明機(jī)器人在桁架上轉(zhuǎn)彎的示意圖；

圖6是本發(fā)明機(jī)器人變形為地面行駛的四輪車的示意圖。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參見圖1-6，本發(fā)明機(jī)器人需要實(shí)現(xiàn)的功能就是在桁架上進(jìn)行移動(dòng)，并且能夠進(jìn)行桁架的拼接。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，使用7個(gè)伺服電機(jī)(舵機(jī))和4個(gè)直流減速電機(jī)作為機(jī)器人的執(zhí)行器，使用51單片機(jī)作為機(jī)器人的控制器，使用一個(gè)攝像頭和一個(gè)紅外傳感器作為傳感器模塊，再輔以相應(yīng)的硬件電路和機(jī)械結(jié)構(gòu)，共同組成機(jī)器人。機(jī)器人系統(tǒng)的硬件框圖如圖2所示。

控制系統(tǒng)主要由四部分組成：電源模塊、單片機(jī)(控制器)、執(zhí)行器、傳感器。各部分功能和作用如下：

電源模塊：將12v鋰電池的電壓轉(zhuǎn)化為各個(gè)模塊所需要的不同的電壓(如5v、3.3v以及15v)，包括不同的降壓及升壓模塊?？梢哉f電源模塊相當(dāng)于機(jī)器人的“心臟”，為機(jī)器人提供能量。

單片機(jī)：通過傳感器返回的信號(hào)進(jìn)行工況的判斷，并發(fā)送信號(hào)給執(zhí)行器，使得執(zhí)行器能夠輸出期望的運(yùn)動(dòng)。可以將單片機(jī)看作機(jī)器人的“大腦”，它負(fù)責(zé)處理得到的信息，并發(fā)出指令進(jìn)行執(zhí)行器的控制。

執(zhí)行器：執(zhí)行器包括伺服電機(jī)(舵機(jī))和直流電機(jī)。他們負(fù)責(zé)接收控制器給出的指令，并將指令轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)?？梢詫?zhí)行器看作機(jī)器人的“四肢”，通過“大腦”的指令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。

傳感器：傳感器包括攝像頭以及紅外傳感器，它們的作用是檢測和測量外界信息，并將信息返回給單片機(jī)進(jìn)行處理，讓單片機(jī)知道現(xiàn)在所處的環(huán)境而給出相應(yīng)的指令?？梢詫鞲衅骺醋鳈C(jī)器人的“感官器官”，它將外界的其他類型的信息采集并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，然后返回給單片機(jī)進(jìn)行處理。

整個(gè)系統(tǒng)工作流程如下所示：

首先選擇機(jī)器人的工作模式：分別是自主模式和遙控模式。在自主模式下，機(jī)器人將自動(dòng)進(jìn)行桁架的安裝與拆卸；遙控模式則是通過上位機(jī)對(duì)其發(fā)送指令，然后通過指令對(duì)其進(jìn)行控制進(jìn)而完成相應(yīng)的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)要求的功能。

遙控模式的工作流程如下：

通過傳感器獲得機(jī)器人當(dāng)前在桁架上的位置。機(jī)器人上的攝像頭將實(shí)時(shí)圖像傳輸?shù)缴衔粰C(jī)上，通過上位機(jī)界面上的控制按鍵控制機(jī)器人的移動(dòng)、轉(zhuǎn)彎以及桁架的安裝與拆卸等動(dòng)作。

自主模式的工作流程如下：

通過傳感器測得機(jī)器人當(dāng)前在桁架上的位置。通過傳感器返回的信號(hào)對(duì)桁架上的標(biāo)志點(diǎn)進(jìn)行機(jī)器人位置的判斷；然后給執(zhí)行器發(fā)送指令，使執(zhí)行器執(zhí)行動(dòng)作。通過位置的判斷進(jìn)行機(jī)器人不同工作模式的執(zhí)行，這里工作模式主要分為四個(gè)：直線運(yùn)行模式，抬頭模式，轉(zhuǎn)彎模式、抬尾模式、安裝模式和拆卸模式。通過這六種模式的排列組合，可以實(shí)現(xiàn)在桁架上運(yùn)行的諸如直線、轉(zhuǎn)彎以及桁架拆裝等動(dòng)作。重復(fù)執(zhí)行在桁架上進(jìn)行直線爬行，轉(zhuǎn)彎的動(dòng)作，直到機(jī)器人移動(dòng)到有需要執(zhí)行插拔動(dòng)作的位置，對(duì)桿件進(jìn)行安裝或者拆卸。

本發(fā)明的難點(diǎn)在于機(jī)器人在桁架上的移動(dòng)，尤其是在轉(zhuǎn)彎時(shí)候的策略。其原因在于：

1.機(jī)器人需要在桿上面運(yùn)行并保證其不會(huì)掉落，因此機(jī)器人在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要夾緊桁架保證其始終在桁架上穩(wěn)定運(yùn)行；

2.機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)非柔性環(huán)節(jié)，此結(jié)構(gòu)決定了其在轉(zhuǎn)彎時(shí)候必須要有一個(gè)水平面內(nèi)的自由度；

3.機(jī)器人在轉(zhuǎn)彎時(shí)由于轉(zhuǎn)彎平面也是其運(yùn)行軌道面，因此不能直接在平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)彎，需要對(duì)其進(jìn)行一個(gè)抬升的動(dòng)作，才可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎動(dòng)作，因此機(jī)器人需要有一個(gè)垂直于水平面的自由度；

以上三點(diǎn)可以看出，機(jī)器人在轉(zhuǎn)彎時(shí)需要設(shè)計(jì)特殊的策略，所制定的策略如圖4～5：首先松開前部的夾緊關(guān)節(jié)，然后執(zhí)行抬頭動(dòng)作，接著進(jìn)行水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)彎動(dòng)作，下一步就是將抬起的前部放下，并夾緊前部關(guān)節(jié)，松開后部關(guān)節(jié)并抬起后部，最后將后部放下至原來運(yùn)行的軌道面，即完成了轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。通過選擇機(jī)器人的兩種工作模式，使得機(jī)器人能夠自主或者被遠(yuǎn)程操控以實(shí)現(xiàn)空間在軌組裝。

本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理及工作過程：

本發(fā)明的機(jī)器人使用了7個(gè)數(shù)字舵機(jī)，4個(gè)直流減速電機(jī)，其中第一舵機(jī)2、第二舵機(jī)4、第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8主要用于開合機(jī)器人在桁架上的夾持；第五舵機(jī)9、第六舵機(jī)10和第七舵機(jī)11主要用于舵機(jī)的轉(zhuǎn)彎；第一電機(jī)1、第二電機(jī)3、第三電機(jī)5和第四電機(jī)7主要用于在桁架上的移動(dòng)以及安裝與拆卸桁架。其中，第一舵機(jī)2與第一電機(jī)1、第二舵機(jī)4與第二電機(jī)3、第三舵機(jī)6與第三電機(jī)5、第四舵機(jī)8與第四電機(jī)7分別使用一個(gè)舵盤加4個(gè)螺絲進(jìn)行固連；而第一舵機(jī)2、第二舵機(jī)4與第五舵機(jī)9之間，分別通過1個(gè)舵機(jī)支架和4個(gè)4cm的銅柱進(jìn)行連接；第五舵機(jī)9和第六舵機(jī)10之間通過三個(gè)5cm銅柱以及兩個(gè)舵機(jī)支架進(jìn)行連接；第六舵機(jī)10與第七舵機(jī)11之間通過一個(gè)舵盤和一個(gè)舵機(jī)支架進(jìn)行連接；第七舵機(jī)11與第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8之間分別通過一個(gè)舵機(jī)搖臂、四個(gè)8cm的銅柱以及兩個(gè)舵機(jī)支架進(jìn)行連接；通過以上部件按照所述方式連接，即可完成整體的車體。

直線移動(dòng)：

如圖3所示，第一舵機(jī)2、第二舵機(jī)4、第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8分別執(zhí)行夾緊的動(dòng)作，使機(jī)器人在桁架上的姿態(tài)保持不變，然后通過控制第一電機(jī)1、第二電機(jī)3、第三電機(jī)5和第四電機(jī)7的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制機(jī)器人在桁架上的前后移動(dòng)。

轉(zhuǎn)彎：

如圖4-圖5所示，機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí)主要可以分解為3個(gè)動(dòng)作，分別是：抬頭、轉(zhuǎn)彎以及抬尾。三個(gè)動(dòng)作按照這個(gè)順序執(zhí)行即可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在桁架上轉(zhuǎn)彎。在抬頭的動(dòng)作中，首先第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8松開，然后使用第七舵機(jī)11將前部向上抬起90°，然后使用第一電機(jī)1和第二電機(jī)3推動(dòng)機(jī)器人繼續(xù)向前移動(dòng)，移動(dòng)到轉(zhuǎn)彎標(biāo)志位以后，紅外模塊將這個(gè)信號(hào)檢測到并傳遞給單片機(jī)，單片機(jī)控制機(jī)器人進(jìn)行轉(zhuǎn)彎動(dòng)作。轉(zhuǎn)彎動(dòng)作的執(zhí)行過程為在標(biāo)志位控制第一電機(jī)1和第二電機(jī)3停止運(yùn)行，機(jī)器人停在固定位置，然后第六舵機(jī)10帶動(dòng)前部沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°，接著第七舵機(jī)11將前部向下轉(zhuǎn)動(dòng)90°，然后使用第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8將前部夾緊在桁架上，再松開第一舵機(jī)2和第二舵機(jī)4，然后第四舵機(jī)8向上將后部抬升90°，然后第六舵機(jī)10向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)90°，接著使用第三電機(jī)5和第四電機(jī)7帶動(dòng)機(jī)器人向前移動(dòng)直到下一個(gè)標(biāo)志位，然后控制第五舵機(jī)9將后部向下轉(zhuǎn)動(dòng)90°，接著將第一舵機(jī)2和第二舵機(jī)4夾緊。這樣就完成的轉(zhuǎn)彎，此時(shí)機(jī)器人再次變成了直線運(yùn)動(dòng)。

拆卸桁架：

機(jī)器人移動(dòng)到拆卸桁架的標(biāo)志點(diǎn)，然后機(jī)器人再次執(zhí)行抬頭動(dòng)作：將第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8松開并使用第七舵機(jī)11將前部抬升90°，然后使用第一電機(jī)1和第二電機(jī)3推動(dòng)機(jī)器人向前移動(dòng)，直到機(jī)器人移動(dòng)到桁架拆卸的位置，然后使用第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8將桁架夾緊，并使用第三電機(jī)5和第四電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)抬升桁架要拆卸的桿件，即可完成桁架的拆卸。

安裝桁架：

機(jī)器人夾持要安裝的桿件移動(dòng)至安裝位置，然后停止第一電機(jī)1和第二電機(jī)3的運(yùn)行，運(yùn)行第三電機(jī)5和第四電機(jī)7將桁架進(jìn)行插入安裝位置，然后將第三舵機(jī)6和第四舵機(jī)8松開，然后通過按照相反順序執(zhí)行抬頭動(dòng)作，即可將機(jī)器人恢復(fù)到直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

變形地面車：

第七舵機(jī)11轉(zhuǎn)動(dòng)180°，然后第一舵機(jī)2、第二舵機(jī)4以及第三舵機(jī)6、第四舵機(jī)8分別向外側(cè)旋轉(zhuǎn)10°，使得機(jī)器人即變形為地面四輪車；通過wifi模塊將機(jī)器人攝像頭拍到的圖像發(fā)送給手機(jī)端app，通過app查看機(jī)器人所看到的實(shí)時(shí)圖像，并通過客戶端發(fā)送“前”、“后”、“順時(shí)針旋轉(zhuǎn)”或“逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)”的指令傳輸?shù)綑C(jī)器人來控制四輪車的運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明具有實(shí)用性和實(shí)施性。已經(jīng)在地面模擬了機(jī)器人在桁架上的移動(dòng)并進(jìn)行了空間桁架安裝和拆卸功能的模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)證明，使用該機(jī)器人可以保證安裝與拆卸的精確性，而且相對(duì)于傳統(tǒng)的桁架搭建使用的方法來說，該機(jī)器人具有體積小、自主性高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，因此該機(jī)器人可以應(yīng)用于載荷較小的航天器上，在自主模式下進(jìn)行空間桁架的搭建與拆卸；而且假設(shè)機(jī)器人遇到極端條件使得傳感器失效，還可以切換機(jī)器人的操作模式，將其改為手動(dòng)遙控模式，這保證了任務(wù)的成功率。

實(shí)驗(yàn)證明，使用該機(jī)器人可以保證安裝與拆卸的精確性，而且相對(duì)于傳統(tǒng)的桁架搭建使用的方法來說，該機(jī)器人具有體積小，自主性高，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，因此該機(jī)器人可以應(yīng)用于載荷較小的航天器上，在自主模式下進(jìn)行桁架的搭建與拆卸。

以上內(nèi)容僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。